Cómo se comunican los Insectos
Uno de los más grandes misterios de la naturaleza
Los insectos usan diferentes métodos para comunicarse. Éstos pueden basarse en señales auditivas, químicas o visuales, y utilizan el sonido para interrelacionarse. Los representantes más notorios de esta clase de comunicación son los saltamontes, los grillos y las cigarras o chicharras. El sonido que producen los dos primeros se logra cuando frotan el margen frontal de las alas delanteras o las patas traseras y actúan como una espátula, la cual es frotada sobre una especie de lima formada por venas de las alas delanteras. Cada especie de grillo tiene su propio sonido, el cual es utilizado para atracción sexual y como forma de agresión. El sonido parecido a la electricidad estática que producen las cigarras o chicharras, que sirve para reunir a los individuos de esta clase de insectos, es realizado por membranas abdominales quitinosas.
■ Las señales químicas son las más comunes y se dan a través de feromonas. Por ejemplo, por medio de estas sustancias químicas, los machos de algunas polillas pueden localizar a las hembras que se encuentran a una distancia considerable y las hormigas que vuelven de sus viajes en busca de provisiones, utilizan feromonas como huellas indicadoras del camino para otros individuos de la colonia.
■ Las señales lumínicas, producidas por las luciérnagas, son usadas en la atracción sexual. Por ejemplo, en especies de Photinus, los machos emiten luces a intervalos precisos. Las hembras responderán con otra señal de luz si la distancia a la que éstos se encuentran es corta; luego se producirá el encuentro de ambos.
Los insectos y la emisión y recepción de sonidos
Una de las maneras de interrelacionarse de los insectos es a través de la comunicación acústica por medio de la emisión de sonidos de diferentes formas. La más común es la estridulación, que se produce por frotamiento de dos partes corporales. Esta forma de comunicación es utilizada por muchos insectos pero claramente está más desarrollada en los ejemplares del orden
Orthoptera. La estructura corporal que juega un rol importante para el sonido es la tegmina. Los insectos que no poseen un gran tamaño y potencia para emitir sonidos, hacen vibrar la superficie o el material que los rodea para comunicarse con otros individuos. Estas vibraciones, producidas por las patas, son de muy baja frecuencia (15.000 Hz). Otros retuercen y relajan zonas específicas del cuerpo que están provistas de una cutícula elástica, denominada timbal, que es utilizada por los machos del orden Hemiptera (especialmente las cigarras).
■ La recepción de sonidos en los insectos está relacionada con la reproducción y la defensa. Por ejemplo, los ejemplares machos del orden Orthoptera producen sonidos específicos que son detectados por las hembras para luego elegir a su pareja. Además, la captación de señales sonoras ayuda a muchos insectos a detectar potenciales depredadores. Una forma simple de recepción sonora se presenta en especies que poseen sensilias tricoideas que responden a vibraciones producidas por sonidos de corto alcance.
■ Por ejemplo, los pelos torácicos de la oruga de la polilla Barathra brassicae miden alrededor de 0,5 mm de largo y responden perfectamente a vibraciones de 150 Hz. Los cercos de muchos insectos, en especial los grillos, están recubiertos por sensilias tricoideas, sensibles a corrientes de aire que les pueden dar información sobre la aproximación de un depredador o un ejemplar para el apareamiento. Otros insectos pueden percibir vibraciones a través del sustrato.
■ Esto se da particularmente en aquellos que viven bajo tierra. Los que habitan en el agua pueden captar señales transmitidas por ondas para comunicar atracción sexual o actuar como defensa. Inclusive, algunos son capaces de detectar la resistencia que ofrece una presa al caer sobre la superficie del agua.
Los insectos y los olores
Los animales que se comunican a través de olores emiten señales químicas conocidas con el nombre de feromonas. Los insectos las usan con mucha frecuencia, por lo general con fines reproductivos. Entre los tantos ejemplos que existen, se pueden citar a las polillas hembras del gusano de seda, que emiten una feromona para atraer a los machos que se encuentran a varios kilómetros de distancia y al sistema de marcación de las hormigas, a través de olores que liberan las exploradoras que sirven de guía a otras hormigas hacia la fuente de comida.
Feromonas: El lenguaje químico en los insectos
El lenguaje es un elemento imprescindible para las relaciones y la comunicación entre individuos, lo que permite formar colectividades o sociedades. La necesidad de comunicación entre animales se establece por diferentes razones, las principales: búsqueda de alimentos, la protección o defensa y la más destacada, la reproducción.
■ La química está presente en todo el universo, en la formación de materiales, sustancias, recursos, organismos y también en el lenguaje. Las sustancias químicas que sirven como medio de comunicación entre animales reciben el nombre de “semioquímicas”. Se clasifican en alomonas, cuando favorecen al productor de las mismas, generalmente con función defensiva, y en kairomonas cuando es el receptor quien resulta favorecido, como las señales de atracción, de alarma, etc.
■ Todas las sustancias semioquímicas que actúan entre individuos de la misma especie se conocen como feromonas (del griego pheros, portador y ormone, reacción). El término fue acuñado por Karlson y Butenand en 1959 y se refiere a que son secretadas por glándulas externas y liberadas al medio ambiente. Actúan como coordinadores químicos proporcionando un medio de alerta, estímulo o mandato entre los individuos de una misma especie.
■ El comportamiento y la comunicación mediante feromonas está más estudiado en insectos, incluso también en mamíferos; sin embargo, no es exclusivo de ellos, sino que se extiende a todo el reino animal, quizá con la única probable excepción de las aves, donde no se han descrito por el momento. Sería demasiado ambicioso y extenso abarcar todo el abanico de clases de animales, por ello quiero centrar la atención exclusivamente en los insectos. Su capacidad de visión es muy limitada o con un radio muy corto, así las feromonas, que pueden viajar en el aire a largas distancias, son vitales en las relaciones entre insectos de la misma especie.
La química de las feromonas
La naturaleza química de las feromonas en los insectos es muy variada, la más frecuente es una mezcla de compuestos. Algunos son derivados de hidrocarburos con un número de carbonos entre C5 y C20 y pesos moleculares entre 80 y 300. Este aspecto es importante porque afecta a su volatilidad y a su dispersión en el ambiente. Se crea un área de influencia de mayor o menor radio, que algunos investigadores denominan “espacio aéreo activo”. Se ha observado con diversas espe
cies de lepidópteros y todo macho presente en este área buscará a la hembra emisora de la señal.
■ Las feromonas en insectos también están compuestas por ácidos grasos, otras sustancias que obtienen de las plantas y terpenos. La diversidad y complejidad de las feromonas es amplia y en muchos casos no está bien estudiada todavía. En otros son estructuras más simples, algunas feromonas de alarma son hidrocarburos sencillos: undecano, tridecano y pentadecano.
■ Algunos compuestos de las feromonas, los insectos los obtienen de la dieta y pasan directamente a formar parte de un tipo de feromona. En ciertos casos, pueden ser transformados por la intervención de bacterias. No obstante, la mayor parte de las feromonas de los insectos son sintetizadas por ellos mismos y secretadas por glándulas exocrinas, con ubicaciones muy diversas.
■ Es importante la complejidad en la composición de las feromonas, pues es conveniente recordar que son usadas entre individuos de la misma especie, lo que requiere que sean muy específicas y que no haya posibilidad de confusión. Intervienen también otros factores para activar las respuestas, como una concentración determinada o una frecuencia programada.
■ Hay alguna excepción y dos especies relacionadas pueden generar la misma feromona, por ejemplo, aunque no son insectos, sino garrapatas, es el caso de Dermacentor variabilis y D. andersoni que comparten los mismos ácidos grasos en su feromona de cópula, pero la concentración emitida por la hembra de D. andersoni es 12 veces mayor que la emitida por D. variabilis. Efectos de las feromonas La respuesta de los insectos a las feromonas es mucho más estereotipada que la de los mamíferos, probablemente por la distinta complejidad de su sistema nervioso. Los insectos siempre responden del mismo modo ante la presencia de la misma feromona.
Como ejemplos: la hembra de Bombyx mori, el gusano de seda, produce una feromona denominada bombycol (10E,12Z)-hexadeca-10,12dien-1-ol) que atrae a los machos, de modo que estos intentan copular con cualquier objeto impregnado con esta feromona. Los cadáveres de las hormigas emiten una sustancia o “feromona funeraria”; se ha comprobado que impregnando a una hormiga viva con dicha sustancia, es expulsada y retirada por las otras hormigas, como si de un cadáver real se tratara.
■ La clasificación de los distintos tipos de feromonas no contempla su composición química, sino su función. Así
se habla de feromonas de alarma, de atracción sexual, de captación de alimento o reclutamiento, feromonas de marca territorial, de reconocimiento, etc.
■ Otra forma de clasificación relacionada con la anterior es según el tipo de efecto, que puede ser tanto liberador como detonador. Ejemplo del primero son las feromonas de alarma, que a su vez provocan reacciones de concentración o de huida. La concentración es típica de colonias numerosas que disponen de bastantes sustancias defensivas, como sucede con el mosquito Anopheles clariger. Por el contrario, la hormiga Lasius alienus responde con la huida ante una señal de feromona de alarma, porque sus colonias son menos numerosas y no dispone de muchos elementos de defensa, por lo que la mejor estrategia para preservar la colonia es la huida, antes que enfrentarse a la agresión.
■ Las hormigas en general usan entre 10 a 20 señales químicas; la mayor parte son de efecto liberador. Una feromona muy característica es la que señaliza el camino hacia el alimento. Cuando una exploradora encuentra una fuente de alimento, regresa al hormiguero marcando el camino con una feromona que todas las demás siguen. Indica también la cantidad y calidad del nutriente. Escarabajos tropicales de la subfamilia Scarabaeinae, que se alimentan de carroña y excrementos, marcan el alimento hallado frente a otras especies competidoras. Algunos lo entierran o transportan, por lo que deben comunicarse en un cierto grado de cooperación social..
■ Las feromonas de atracción sexual son las más destacadas. En muchas especies son liberadas por las hembras para atraer a los machos, pero estos a su vez, liberan otras feromonas que provocan la inmovilidad de la hembra para la cópula. El enjambre es un modelo de formación de nuevas colonias usado por hormigas, abejas y termitas que también está controlado por las feromonas desde el mismo momento de la salida.
■ Un efecto detonador típico es el producido por la abeja reina, que secreta el ácido trans-9-ceto-decanoico desde una glándula situada en su mandíbula. Algunas obreras ingieren el ácido y lo van transmitiendo al resto de la colonia, regurgitando una parte y guardando el resto. Así se repite el proceso hasta que todas tienen aproximadamente una cantidad mínima de 0.1 g de esta sustancia, que actúa como inhibidor del desarrollo sexual y reproductor de las obreras, de modo que todas son estériles y no hay reinas competidoras.
■ Las feromonas son todavía más imprescindibles en los insectos sociales, que se comportan como un superor
ganismo, regido por la reina, que es la única reproductora. Las diferentes castas se dividen las funciones, siendo las obreras quienes hacen el mayor trabajo, con un elevado grado de altruismo, incluso sacrificando su fertilidad, por el bien colectivo. El engranaje funciona gracias a las feromonas, pues cada pieza conoce su función.
Las luciérnagas
■ Los autores de The InsectsAn Outline of Entomology mencionan que la emisión de luz en esta clase de insectos está relacionada principalmente con el cortejo previo al apareamiento del macho y la hembra. Cada especie emite luces de distinta duración y frecuencia de repetición. Normalmente el macho emite un par de señales luminosas y la hembra le indica su ubicación respondiendo con otra señal de luz.
Feromonas y sexo
En general se asocian las feromonas a la atracción sexual como una especie de afrodisíaco muy poderoso. Parece que no solo es así, pues ya vemos que existen muchos efectos distintos. No obstante, llevando el tema a la actividad sexual, un experimento realizado por Joan Levine en la Universidad de Toronto con moscas Drosiphila melanogaster indica que no es exactamente así. Suprimió genéticamente la producción de feromonas en machos y hembras. Las moscas “sin perfume” igualmente atraían a otros machos de la misma especie, incluso de otras especies. Sin embargo, las moscas macho tratadas genéticamente intentaban copular con otros machos, en un comportamiento no natural. Las hembras “sin perfume” no mostraban atracción por los insectos sin feromonas. La conclusión del experimento fue que la feromona no actúa en estas moscas como sustancia afrodisíaca, sino que su función real es distinguir el sexo y la especie de su pareja.
■ El hombre ha sabido aprovechar la existencia del lenguaje químico mediante feromonas como herramienta en el control de plagas de insectos. La obtención de feromonas por medios naturales es demasiado costosa, pero la industria ha logrado sintetizar distintas feromonas de muchas especies-plaga que son útiles para el trampeo en programas de monitorización de poblaciones con el fin de obtener información que optimice las medidas de control a implantar. La confusión sexual es otro método de lucha que utiliza feromonas sintéticas. Es muy usada con lepidópteros, como la polilla del racimo de la vid o Cydia pomonella en frutales de pepita. Se instalan multitud de difusores de hormona femenina que saturan el ambiente con elevadas concentraciones de forma que los machos son incapaces de localizar a las auténticas hembras. Otra variante de la técnica en cultivos de invernaderos o lugares cerrados consiste en atraer a los machos hacia puntos que emiten feromona femenina impregnada en un material tipo polvo, que queda adherido a los pelillos de los machos. De este modo se convierten en falsas hembras que atraen a otros machos provocando un efecto de confusión que hace descender notablemente su índice reproductor.
■ El tema puede ser tan extenso como la elevada cantidad de familias de insectos, cada uno con sus feromonas específicas. El objetivo a destacar es la importancia de la química en la naturaleza desde cualquier punto de vista, en este caso desde la comunicación.
La comunicación de las abejas
La comunicación entre las abejas ha sido estudiada con mucho interés hace varios años. La primera persona que se interesó por el comportamiento de estos animales fue Karl von Frisch, quien observó una serie de movimientos de estos animales en relación a la colmena y para comunicar instrucciones a otros ejemplares. Si la fuente de alimento se encontraba a una distancia cercana a la colmena, (menos de 50 m) la abeja que retornaba a ésta lo hacía con movimientos circulares y meneando el abdomen. Si por el contrario la distancia era lejana, (más de 5 km) la danza era oscilante, explica Campbell.
■ Cuando las abejas hacen este último tipo de movimiento o danza, regurgitan néctar. Así, cuando otros ejemplares salen en busca de alimento, ya conocen el tipo de comida que deben encontrar, la distancia a la que se encuentra y su dirección. Además, se valen de olores y sonidos de la abeja que hace los movimientos de baile para obtener información sobre la fuente de alimento, complementa el autor.