La belleza en las cunetas: las flores III

Los colores de las flores que nosotros observamos son completamente diferentes de los colores que pueden apreciar los insectos polinizadores, ya que estos ven en el espectro ultravioleta. 

Las flores absorben o reflejan longitudes de onda ultravioleta en diferentes lugares, y eso no solo depende de un proceso físico, sino también bioquímico.

Hay gran cantidad de plantas que absorben preferentemente la radiación ultravioleta en la base de los pétalos de la flor debido a la concentración de ciertos productos químicos en esa zona, mientras que en el extremo de los pétalos contienen otros compuestos químicos que reflejan la luz ultravioleta. Esto genera un efecto diana que guía a los insectos en dirección al polen.

Las agallas de la acacia

La Acacia longuifolia (Andrews) Willd. es una especie perennifolia de hasta 12m de altura y de crecimiento muy rápido de origen australiano que ha sido plantada por todo el mundo para proteger el suelo de la erosión, para teñir tejidos y como planta ornamental.

En algunos lugares ha progresado rápidamente transformándose en una especie invasora como ha sucedido en Sudáfrica, India, Nueva Zelanda, Israel, Sicilia, Cerdeña, Portugal y Galicia, países en los que esta planta, debido a sus caracteres alelopáticos, no deja crecer a las demás especies, empobreciendo las comunidades florísticas, por lo que se ha tratado de controlar su expansión. 

Uno de los sistemas empleados en Sudáfrica en 1985 y en Portugal en el año 2015 ha sido la guerra biológica mediante el himenóptero australiano Trichilogaster acaciaelonguifoliae una pequeña avispa que pone sus huevos en las ramas de la acacia y esta para defenderse produce unas agallas de tamaño considerable como puede observarse en las fotografías.

BONNET y la partenogénesis

Charles Bonnet  (1720-1793) Biólogo suizo parcialmente ciego desde los 7 años, estudió Letras y Derecho en la Universidad de Ginebra e influenciado por los trabajos de Réaumur pronto se dedicó al estudio de la Historia Natural, en particular de los insectos, comunicando a la Académie des Sciences de París en el año 1740 el descubrimiento de la partenogénesis en pulgones. En el año 1743 se doctoró en leyes y fue nombrado Miembro de la Royal Society of London.

En su principal obra "Traité d'insectologie" publicada el año1745 describió por primera vez el fenómeno de la partenogénesis y estudió la regeneración de varios individuos a partir de fragmentos en algunas especies de gusanos.

Bonnet también estudió el ciclo biológico de los lepidópteros, investigando las plantas nutricias de sus orugas y en 1742 descubrió el sistema de respiración de mariposas y orugas comprobando que el intercambio de gases se produce en unos orificios en el tegumento que denominó estigmas. También estudió las plantas y la fotosíntesis, afirmando que los vegetales también poseen capacidades sensitivas y discriminativas.

En 1760 describió el "síndrome de Charles Bonnet" una perturbación visual psicológica por la que pacientes con una pérdida de vista severa presentan alucinaciones visuales extrañas.

Hormigas

Las bacterias son sin duda los organismos de mayor éxito biológico. Su proceso evolutivo comenzó hace unos 3800 millones de años y continúa en la actualidad. (los primeros seres vivos del planeta fueron bacterias muy similares a las que habitan hoy en la Tierra). 

Tras las bacterias los insectos (Cl Hexapoda) son el 2º grupo de mayor éxito biológico. Los Ordenes Coleópteros, Lepidópteros, Dípteros e Himenópteros son los grupos de insectos más importantes. De entre todos los insectos, hoy vamos a destacar a los Himenópteros (Hormigas, abejas y avispas) que, debido a su complejo comportamiento social, han evolucionado exponencialmente desde el Cretácico hasta la actualidad,(en el Cretácico vivió hace unos 120 millones de años Sphecomyrma una hormiga descubierta por Edward Osborne Wilson).  El desarrollo explosivo de las hormigas se produjo en una gran radiación adaptativa que tuvo lugar al comienzo del periodo Paleógeno.

El siguiente grupo de gran éxito es la especie humana, aunque nuestra aparición sobre el planeta ha sido reciente y muy posterior (más de 119 millones de años después que las hormigas).

Las Hormigas es uno de los taxones con mayor número de especies, (más de 20.000 especies y un mayor número de individuos de cada especie, se calcula que en la tierra viven cerca de unos 10.000 billones de hormigas) y habitan todos los continentes excepto la Antártida. A lo largo de su proceso evolutivo las hormigas han establecido además de relaciones intraespecíficas sociales, relaciones interespecíficas muy variadas: comensalismo, cooperación, simbiosis, depredación, parasitismo y competición. La rama de la Entomología que estudia las hormigas se denomina Mirmecología.

Una hormiga, como el resto de los insectos, se caracteriza por tener el cuerpo dividido en tres regiones o tagmas: cabeza, tórax y abdomen, diferenciándose de los demás insectos por sus antenas acodadas y por tener los primeros segmentos abdominales muy constreñidos formando un peciolo que une el tórax al resto del abdomen. En la cabeza tienen además el aparato bucal con dos fuertes mandíbulas, dos ojos compuestos y tres ocelos. En el tórax seis patas y 4 alas membranosas que suelen perder tras el vuelo nupcial. Respiran por tráqueas y su sistema nervioso es ganglionar y ventral.

Las hormigas presentan polimorfismo y un sistema de determinación sexual haplodiploide: algunas obreras pueden poner huevos no fertilizados que originan machos haploides, si son fertilizados dan lugar a hembras diploides, este tipo de partenogénesis se denomina arrenotoquia.  Las hormigas son insectos Holometábolos es decir presentan metamorfosis completa.

Las fotografías de Camponotus cruentatus son de Araceli del Cañizo Fernández-Roldán

Las larvas de mariquita incansables depredadoras

Como ya vimos en la entrada del día 4 de febrero de 2022 las simpáticas mariquitas  Coccinella septempunctata son unos pequeños coleópteros que practican la depredación intensiva sobre las poblaciones de pulgones que atacan a las plantas, por lo que las mariquitas son unos insectos muy beneficiosos para el control natural de las plagas en los cultivos vegetales. Es por ello por lo que se han introducido en Norteamérica estos coleópteros para hacer la guerra biológica contra los pulgones. Pero no solo los adultos de mariquita practican la depredación, sus larvas son tan activas o más que los propios imagos comiendo pulgones.

En estas fotografías de mi colega Araceli del Cañizo Fernández Roldán se pueden ver las larvas o formas inmaduras de este coleóptero buscando pulgones en su hábitat natural. 

Y en el video de Araceli se puede comprobar como una larva de mariquita se dedica a su tarea depredadora.

Diariamente una mariquita o una de sus larvas son capaces de comer una cantidad de pulgones equivalente a su propio peso.

WILSON y las hormigas

Edward Osborne Wilson, (1929-2021) Biólogo estadounidense que estudió en la Universidad de Alabama doctorándose en la Universidad de Harvard en 1955. Fascinado desde muy joven por el estudio de las hormigas, viajó a diversos países tropicales e islas del Pacífico publicando en el año 1967 el libro " The Theory of Island Biogeography". Wilson orientó sus estudios hacia la conservación y extinción de las especies y a la comunicación química por medio de feromonas, que no solo estudió en hormigas junto a William H. Bossert en la Universidad de Harvard, sino que extendió a otros muchos seres vivos: microorganismos, vegetales y animales.

Wilson estudió el comportamiento social de los insectos, sus formas de comunicación, la división del trabajo y es el precursor de la sociobiología. Publicó numerosos trabajos, recibiendo en los años 1978 y 1990 dos Premios Pulitzer por sus publicaciones "Sobre la naturaleza humana" y "Las hormigas". Una de sus facetas más interesantes es su papel en defensa de la conservación de la biodiversidad.

Ginandromorfos

Hay animales en que el macho y la hembra son muy diferentes, se dice que presentan dimorfismo sexual. 

Algunas veces este dimorfismo es muy acusado y los machos son muy diferentes de las hembras es el caso de muchas especies de mariposas, concretamente en España la familia Lycaenidae suele presentar frecuentemente dimorfismo sexual muy acusado siendo los machos de colores azulados metálicos y las hembras pardas con manchas marginales anaranjadas como se puede comprobar en las siguientes imágenes.

Partiendo de este hecho vamos a explicar el caso de algunos seres vivos en los que en las primeras divisiones del desarrollo embrionario se produce un fallo en la división mitótica, de tal forma que los imagos presentan ambos sexos.

No se trata de un caso de hermafroditismo, simplemente presentan en su cuerpo partes femeninas y partes masculinas, en algunas ocasiones es en forma de mosaico, pero los casos más espectaculares son los bilaterales que presentan la mitad derecha de un sexo y la mitad izquierda del otro sexo. Estos individuos reciben el nombre de GINANDROMORFOS. En la siguiente imagen se puede observar en la parte central un ejemplar ginandromorfo de la especie Speyeira diana, que habita en los bosques del sur de América del norte, a su izquierda un ejemplar macho y a su derecha un ejemplar hembra, como se vé con un gran dimorfismo sexual.

Los GINANDROMORFOS bilaterales presentan todas las células de la parte derecha del cuerpo con una dotación genética y todas las células de su parte izquierda con una dotación genética diferente (las diferencias residen en estos casos en los cromosomas sexuales). Son organismos quiméricos al poseer células masculinas y femeninas en un mismo cuerpo. Su interés radica en que pueden servir para comprender mejor las primeras fases del desarrollo embrionario y la diferenciación de tejidos y órganos.

Myathropa florea otro caso de mimetismo batesiano

Ya hemos visto casos de mimetismo batesiano en que un díptero se parece a una abeja, tanto en su morfología como en su forma de moverse (ver Eristalis tenax entrada del día 19 de junio del año 2018)

Hoy vamos a ver otro díptero muy mimético, se trata de la mosca cernidora Myatropa florea L., que a pesar de ser una mosca, por su tamaño y sobre todo por su coloración aposemática parece una avispa. Sus posibles depredadores al verla pensarán que es demasiado peligrosa, aunque es totalmente inofensiva por no poseer aguijón. Tiene como todas las moscas ojos grandes, antenas muy reducidas y un solo par de alas y no hay estrechamiento entre el tórax y el abdomen. (las avispas a las que imita tiene los ojos más pequeños, antenas largas, dos pares de alas y un fuerte estrechamiento entre el tórax y el abdomen).

Las moscas cernidoras y Myathropa florea en particular son insectos polinizadores muy eficaces como las abejas, por lo que tienen una gran utilidad y más teniendo en cuenta que en las últimas décadas la población de abejas está disminuyendo,  Tienen un vuelo veloz, de gran precisión y son auténticos acróbatas del aire. Como su nombre indica, pueden cernirse con facilidad, manteniéndose inmóviles en el aire moviendo sus alas como los cernícalos. 

Ventilación en avispas

Los apicultores saben, que si quieren mantener las colmenas en óptimas condiciones, tienen que mantenerse constantes la humedad y la temperatura en su interior, las abejas también son conscientes de ello y cuentan con sensores en sus antenas que detectan los cambios de temperatura.

En los días fríos las abejas consiguen mantener la temperatura de la colmena gracias a su intensa actividad y a la fermentación de los alimentos, en ocasiones se agrupan en masa produciendo pequeñas vibraciones para aumentar la temperatura.

 En los días calurosos es muy importante que el panal no se caliente demasiado y si las abejas notan un aumento de temperatura comienzan a ventilar el interior utilizando sus alas a modo de abanico para conseguir que el aire circule dentro del panal, si esto no resulta suficiente disponen pequeñas gotas de agua para que se evapore con la ventilación y así lograr que baje más la temperatura, incluso en algunas ocasiones pueden llegar a ventilar desde la piquera (lugar por el que acceden las abejas a la colmena).

Las avispas, con su vistosa coloración aposemática, también son himenópteros sociales y sus comportamientos son muchas veces similares al de sus "primas" las abejas.

En este fantástico video captado por Araceli del Cañizo Fernández-Roldán se puede observar como las avispas de la especie Vespula vulgaris ventilan su nido, aferrándose a él con sus patas y moviendo sus alas a modo de abanico, para evitar su sobrecalentamiento en un día caluroso. 

TRIMEN y el polimorfismo en las hembras

Roland Trimen (1840-1916) Naturalista británico  que estudió en Rottingdean en la costa sur de Inglaterra y más tarde en el King's College School de Wimbledon, especializándose en entomología, por motivos de salud tuvo que desplazarse al Cabo de Buena Esperanza, donde participo en la clasificación de los coleópteros del Museo Sudafricano del que más tarde fue curador.

Trimen fue una autoridad en su tiempo en el campo de los lepidópteros sudafricanos y uno de los pioneros en el estudio del mimetismo en mariposas y del polimorfismo limitado a las hembras.

Publicó numerosos trabajos sobre Lepidópteros  entre los que destaca una obra en 3 volúmenes publicada junto a J. H. Bowker  titulada "South African Butterflies: A Monograph of the Extra-Tropical Species"

Sesia apiformis (Clerck) otro caso de aposematismo

Este insecto es, aunque no lo parezca, una mariposa. se llama "abejilla del chopo" y su oruga "la oruga perforadora del chopo", su nombre científico es Sesia apiformis y pertenece a la familia Sesiidae, del orden Lepidópteros. 

En estado de oruga, que puede llegar a medir casi 6cm de longitud, se alimenta esencialmente de la madera de los chopos o álamos,  cavando galerías descendentes que van aumentando de diámetro conforme la oruga va creciendo, (en ciertas ocasiones puede afectar también a sauces o alisos). Producen serios destrozos en la parte inferior de los troncos y las raíces, por lo que el árbol sufre considerables daños, quedando muy debilitado frente a los vientos fuertes, que pueden producir su caída.

El insecto adulto o imago es una mariposa, que por su aspecto nos recuerda a las avispas, de las que se diferencia claramente por que su abdomen es una prolongación del tórax sin el brusco estrechamiento entre ambos que hay en los himenópteros, su tamaño es de unos 4,5cm, aunque los machos son algo más pequeños. Las hembras tras salir de los troncos de los árboles en los meses de mayo y junio, estiran sus alas y emiten feromonas que atraen a los machos, tras el apareamiento las hembras ponen unos 2000 huevos sobre la corteza de los chopos, de los que luego se alimentarán sus larvas.

Por su coloración y aspecto parece una avispa por lo que, a pesar de ser completamente inofensiva, es respetada por sus posibles depredadores, siendo un claro caso de aposematismo (ver entrada del día 9 de febrero de 2022).

Las fotografías han sido captadas por mi colega y amiga Araceli Del Cañizo Fernández-Roldán, a la que agradezco su colaboración.

Polimorfismo

El polimorfismo es un fenómeno muy curioso que consiste en la existencia de dos o más formas diferentes (dos o más fenotipos) entre los organismos de una misma especie, esta variación puede deberse a factores genéticos o a factores medioambientales y aunque se definió en principio para formas visibles en las que a simple vista los dos individuos son diferentes, como por ejemplo en el caso de una abeja reina y una obrera, en la actualidad también se considera polimorfismo el caso de formas cripticas (no visibles a simple vista  pero diferentes genéticamente) como sucede en la especie humana con los cuatro grupos sanguíneos, con la anemia falciforme o con la intolerancia a la lactosa. 

El polimorfismo es especialmente frecuente en algunos tipos de insectos.

Uno de los casos de polimorfismo más conocido es el de las abejas Apis mellífica en las que se dan dos tipos de polimorfismo, uno viene determinado genéticamente ya que los machos son haploides y las hembras diploides, el otro depende de factores medioambientales, como la alimentación que reciben durante su estado larvario, ya que si una larva hembra es alimentada abundantemente se transformará en una reina y si la alimentación es escasa la larva dará lugar a una obrera. En el caso de los machos si la larva es alimentada abundantemente se formará un macho reproductor y si su alimentación es escasa dará lugar a un zángano. Con sus parientes himenópteros, las hormigas, sucede un caso muy parecido.

También presentan polimorfismo muy llamativo algunos coleópteros, como la mariquita de dos puntos Adalia bipunctata, la forma más común es roja con dos puntos negros, existiendo formas melánicas negras con puntos rojos

En las mariposas tropicales es muy frecuente el polimorfismo. Aunque corresponden a dos estaciones diferentes en España la mariposa Arachnia levana presenta dos formas completamente distintas:

Arachnia levana. A la izquierda forma levana de primavera, a la derecha forma prorsa de verano

EDWARDS y el polimorfismo

William Henry Edwards, ( 1822-1909) Entomólogo norteamericano que estudió en el Williams College de Massachussets graduándose en el año 1842, más tarde estudió Derecho en Nueva York. Participó activamente en la apertura de minas de carbón en Virginia.

En el año 1846 realizó una expedición al Amazonas que luego describió en su libro "A voyage up the river Amazon, with a residency at Pará". Este libro fue esencial para que con posterioridad H. W. Bates y A. R. Wallace se animaran a emprender su famoso viaje (ver entradas de los días 2 de febrero de 2022 y 1 de febrero de 2013).

En el año 1897 Edwards publicó un libro de 3 tomos sobre los lepidópteros de América "The Butterflies of North America". Especialista y  pionero en el estudio de las mariposas del continente americano, escribió más de 250 publicaciones sobre lepidópteros en los que describió numerosas especies nuevas para la ciencia y explicó de manera detallada el fenómeno del polimorfismo comprobando que la temperatura era uno de los factores que más influía en el desarrollo de este fenómeno.

Pulgones

Los pulgones (Aphididae) son un grupo de insectos hemípteros, de tamaño muy pequeño, que se alimentan de la savia que extraen del floema de las plantas que parasitan. Surgieron a finales del periodo Cretácico y sus poblaciones han evolucionado manteniéndose hasta nuestros días, en la actualidad se conocen unas 5.000 especies diferentes.

De cuerpo blando, piriforme, dividido en tres tagmas: cabeza, tórax y abdomen, en la cabeza poseen antenas, ocelos y un aparato bucal picador, en el tórax pueden tener cuatro alas transparentes (el par anterior de mayor tamaño) o pueden ser ápteros, presentan también en el tórax 6 patas articuladas. Al final del abdomen engrosado poseen dos apéndices alargados o cornículos que emiten sustancias repelentes para defenderse de sus depredadores y por el ano vierten sustancias azucaradas muy apreciadas por las hormigas.

Los pulgones proliferan con gran facilidad, generalmente las hembras aladas son vivíparas y las hembras ápteras son ovíparas, si las condiciones son favorables, se pueden reproducir asexualmente por partenogénesis, dando lugar a un clon de individuos de características genéticas idénticas, también se reproducen sexualmente, produciendo en cualquier caso un gran número de individuos, por lo que pueden constituir fácilmente plagas, muy perjudiciales para la agricultura.

Para combatir las plagas de pulgones es muy frecuente recurrir a la "guerra biológica" utilizando depredadores selectivos como los Coccinelidos o parásitos que ponen sus huevos en su interior como las avispas del género Aphidius.

BATES y el mimetismo

Henry Walter Bates (1825-1892) naturalista y explorador británico, sin estudios académicos, pero gran aficionado al estudio y recolección de insectos desde muy joven. Tuvo la suerte de conocer a Alfred Russel Wallace (ver entrada del 1 de febrero de 2013) y después de consultar ambos el libro del entomólogo estadounidense William Henry Edwards, decidieron emprender una expedición al Amazonas por su cuenta. Tras su expedición amazónica Wallace regresó a los cuatro años y su colección se perdió en un naufragio, Bates por el contrario no regresó hasta 1859 trayendo una colección de insectos de unas 14.000 especies diferentes, más de la mitad de las cuales eran nuevas para la ciencia. Bates estudió el enorme parecido de especies diferentes, una tóxica y otra no, que hoy se conoce como mimetismo batesiano en su honor.

Fue Miembro de la Royal Society, de la Sociedad Lineana y de la Sociedad geológica de Londres.