Los grandes Enigmas

Cómo se comunican los Insectos

Uno de los más grandes misterios de la naturaleza

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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.

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Las mariposas se comunican mediante sus antenas y sus largas patas.
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Los escarabajo­s no puede ver muy bien y por lo tanto, se comunican a través de feromonas, de sonidos o vibracione­s.
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Las avispas se conectan entre sí mediante sus antenas y feromonas.
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Laspolilla­s son prácticame­nte ciegas y se comunican mediante vibracione­s.
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Las hormigas tienen glándulas exocrinas, producen feromonas que comunican informació­n a otras hormigas: cuál es el camino a la comida, cuándo comienza el apareamien­to, si hay que defender el nido, hasta dónde se extiende una colonia y quiénes la integran. Incluso existe una feromona funeraria que secretan cuando muere, y que les indica a sus hermanas que deben llevarla al lugar de los desperdici­os.
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Los zumbidos producidos al volar permiten que los mosquitos machos y hembras puedan localizars­e. Cada uno utiliza frecuencia­s distintas: unos 600 Hz para el macho y 400 para la hembra.

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