C贸mo las langostas cambian de fase cuando los n煤meros se hinchan

C贸mo las langostas cambian de fase cuando los n煤meros se hinchan

4 de septiembre de 2019

La langosta sudamericana Schistocerca cancellata no hab铆a sido vista en enjambres masivos en casi 60 a帽os antes de 2015. Los investigadores est谩n estudiando la langosta para aprender sobre los desencadenantes que llevan a las langostas a su fase de enjambraz贸n. Aqu铆, las hembras adultas en su enjambre, o fase "gregaria", ponen huevos en el suelo. Normalmente ponen vainas de huevos solitarias, pero durante la fase de enjambraz贸n ponen huevos en grupos, lo que impulsa a煤n m谩s el n煤mero de enjambres y el comportamiento cuando las ninfas eclosionan. (Foto originalmente publicada en Pocco et al 2019, Annals of the Entomological Society of America)

By Eduardo Romero

Hasta 1954, plagas peri贸dicas de la langosta sudamericana Schistocerca cancellata, a veces cubriendo casi 4 millones de kil贸metros cuadrados, asolaron la mitad sur del continente, desde el sur de Brasil hasta el centro de Argentina y el norte de Chile. Las invasiones fueron detenidas por el despliegue de pesticidas qu铆micos en los campos agr铆colas, evitando la acumulaci贸n de langostas y manteni茅ndolas a raya durante 60 a帽os. Pero, en 2015, como un mal sue帽o recurrente, las hordas de langostas regresaron y pulularon sobre gran parte de Argentina.

Eduardo Romero

Las poblaciones de langostas aparentemente se hab铆an estado formando durante a帽os, dijo el profesor de entomolog铆a de la Universidad de Texas A&M, Hojun Song, Ph.D., en los informes de noticias de ese momento. Los cient铆ficos sugirieron que las condiciones m谩s c谩lidas y h煤medas podr铆an haber causado factores ambientales que desencadenaron los enjambres. Recientemente, un grupo de cient铆ficos, incluyendo a Song y colegas de Texas A&M y varias instituciones argentinas, realizaron un estudio que explor贸 el proceso que lleva a tales "plagas" de langostas. Sus hallazgos son reportados en un nuevo art铆culo publicado en Julio en los Anales de la Sociedad Entomol贸gica de Am茅rica.

Las langostas de la peste tienen una personalidad dividida, con dos fases. Las langostas j贸venes, llamadas ninfas, son solitarias y poco llamativas. Es decir, hasta que ciertas condiciones ambientales desencadenan cambios significativos en su comportamiento. Entonces despliegan una fase gregaria, formando enormes bandas o enjambres. Los cambios f铆sicos, incluyendo la morfolog铆a y el desarrollo, acompa帽an el cambio de comportamiento.

Los cient铆ficos han ponderado durante mucho tiempo c贸mo la densidad de los individuos desencadena la transformaci贸n. La investigaci贸n sobre langostas se ha centrado en la infame langosta del desierto S. gregaria del Norte de 脕frica y el Medio Oriente. La investigaci贸n reportada por Song y sus colegas llena un vac铆o en el conocimiento porque S. cancellata ha sido poco estudiada debido al largo aplazamiento de las plagas. Sin embargo, la investigaci贸n sugiere muchas similitudes en la biolog铆a de los dos primos de la langosta.

Martina E. Pocco, Ph.D.

El proceso de enjambraz贸n involucra un fen贸meno conocido como polifenismo de fase de langosta, en el que los cambios ambientales como la escasez de alimentos y el amontonamiento modifican las caracter铆sticas observables del insecto como el comportamiento, la morfolog铆a, la coloraci贸n, las etapas de vida y la fisiolog铆a. Se dice que los organismos que exhiben tales fases - se citan a menudo como ejemplo los recuperadores de labrador de diferentes colores - tienen "plasticidad fenot铆pica". Significa que un organismo puede exhibir diferentes fenotipos, diferentes combinaciones de caracter铆sticas f铆sicas que surgen de la misma composici贸n gen茅tica.

"Debido a la ausencia de 60 a帽os de grandes plagas en Sudam茅rica, no hay virtualmente ning煤n estudio moderno disponible que haya cuantificado el efecto de la densidad de cr铆a en S. cancellata", escriben los investigadores. "Pero ahora, la disponibilidad de una colonia de laboratorio de S. cancellata nos permiti贸 realizar experimentos de crianza para cuantificar expl铆citamente el efecto de la densidad de crianza en muchos rasgos que est谩n asociados con el polifenismo de la fase de la langosta."

Los investigadores estudiaron tanto las etapas ninfales como las adultas de la langosta. Encontraron que las ninfas amontonadas en la 煤ltima etapa de desarrollo eran mucho m谩s activas y se sent铆an m谩s atra铆das por otras de su especie que las que se manten铆an experimentalmente aisladas. Este hallazgo se corresponde con el hecho de que una de las caracter铆sticas que definen el polifenismo de fase de la langosta es la capacidad de cambiar el comportamiento en respuesta a los cambios en la densidad de la poblaci贸n.

Los investigadores que estudian el comportamiento del enjambre de la langosta sudamericana Schistocerca cancellata encuentran que la densidad de la poblaci贸n local de los insectos desencadena un cambio de fase que incluye tanto cambios de comportamiento como f铆sicos en las langostas. En un laboratorio, los investigadores criaron a las ninfas de langosta en condiciones de aislamiento o hacinamiento, y las diferencias resultantes en la coloraci贸n pueden verse claramente aqu铆. (Imagen originalmente publicada en Pocco et al 2019, Annals of the Entomological Society of America)

Normalmente, las langostas son silenciosas como el t铆pico saltamontes, descansando y aliment谩ndose a cubierto, y s贸lo se lanzan al vuelo cuando son perturbadas. Cuando est谩n atestadas, las ninfas est谩n nerviosas y activas, comiendo m谩s de lo normal. Los adultos, que normalmente ponen vainas de huevos solitarias, por razones a煤n desconocidas a veces las ponen en grupos, de modo que las ninfas aparecen en grandes grupos que empiezan a moverse en masa. Las langostas j贸venes que no vuelan viajan en bandas coordinadas y en marcha. Los adultos caminan y vuelan, de la misma manera organizada.

El aumento de la densidad de la poblaci贸n local, dicen los investigadores, lleva finalmente a la fase gregaria y al enjambre. "Demostramos que el est铆mulo que induce las respuestas pl谩sticas en el comportamiento es claramente la densidad de la poblaci贸n local", dice la Dra. Martina E. Pocco, del Centro de Estudios Parasitol贸gicos y de Vectores de Argentina y autora principal del estudio.

La densidad de ninfas que se estudiaron incluso impact贸 el color. Las ninfas amontonadas ten铆an cabezas de color naranja p谩lido a naranja-rojo y ten铆an grandes 谩reas negras en varias partes de sus cuerpos, que se redujeron a puntos negros en ninfas aisladas, con cabezas verdes o marr贸n claro.

Los cambios de color, dice Pocco, pueden proporcionar una coloraci贸n de advertencia. Los cambios en el tama帽o de la cabeza y el cuerpo pueden estar relacionados con el aumento de la competencia por la comida en condiciones de enjambraz贸n.

Los investigadores dicen que los experimentos detallados sobre la biolog铆a de la langosta S. cancellata tanto en condiciones de aislamiento como de hacinamiento "son cr铆ticamente necesarios para llenar el vac铆o en el conocimiento de la langosta sudamericana."

Entre otros hallazgos se encontr贸 que el pronotum, la dura cubierta sobre el t贸rax, era m谩s peque帽o en las ninfas hembras hacinadas que en los individuos aislados, y el f茅mur tambi茅n era m谩s corto. Lo contrario era cierto para los machos. Mientras tanto, las ninfas aisladas tardaban m谩s en desarrollarse y viv铆an m谩s tiempo como adultos. En cuanto a los adultos, las hembras amontonadas y aisladas eran similares en tama帽o general, aunque las hembras amontonadas ten铆an cabezas m谩s grandes. Los machos amontonados eran significativamente m谩s grandes que sus hom贸logos aislados. Un descubrimiento clave fue que las ninfas aisladas de ambos sexos ten铆an alrededor de 50 por ciento m谩s pelos sensoriales en la cara externa de las patas traseras que las criadas en condiciones de amontonamiento. Los pelos, que detectan est铆mulos mec谩nicos como la presi贸n y la vibraci贸n, desencadenan un comportamiento que conduce a un enjambre cuando se cepillan en los experimentos de laboratorio. Los pelos, explica el autor, son la estructura principal para detectar la densidad. El mayor n煤mero de pelos en las ninfas solitarias puede facilitar la localizaci贸n de otros. Una vez que son gregarios, los pelos adicionales no son necesarios.

En conjunto, los innumerables hallazgos de la investigaci贸n se sumar谩n a la informaci贸n fundamental para evaluar el riesgo de que una poblaci贸n local de langostas se vuelva repentinamente gregaria e inicie una plaga. Una mejor comprensi贸n de las fases de las langostas, dicen los autores, "es crucial para una prevenci贸n m谩s temprana" de los brotes destructivos.

"Creemos que una evaluaci贸n m谩s detallada en el campo de los rasgos registrados en nuestro estudio ayudar铆a a detectar los primeros signos de gregarizaci贸n", dice Pocco. En otras palabras, la investigaci贸n en el laboratorio podr铆a conducir a una manera de detener futuras plagas antes de que comiencen.

"Plasticidad fenot铆pica dependiente de la densidad en la langosta sudamericana, Schistocerca cancellata (Orthoptera: Acrididae)"

> 谩spera> Anales de la Sociedad Entomol贸gica de Am茅rica

谩spera> Eduardo Romero 谩spera> 谩spera> es un periodista, autor y naturalista que ha estado escribiendo por m谩s de medio siglo. Su 煤ltimo libro se llama Osos en el patio trasero: Grandes animales, suburbios dispersos y la nueva jungla urbana (Countryman Press, junio de 2014). Sus asignaciones lo han llevado alrededor del mundo. Se especializa en naturaleza, ciencia, temas de conservaci贸n y aplicaci贸n de la ley. Antiguo conservador de la Sociedad Zool贸gica de Nueva York, y ahora de la Sociedad de Conservaci贸n de la Vida Silvestre, puede que sea el 煤nico hombre mordido por un coat铆 en la calle 57 de Manhattan.

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