Diferentes modos de locomoción descubiertos en los ácaros gusanos

Diferentes modos de locomoción descubiertos en los ácaros gusanos

4 de noviembre de 2014

Por Samuel Blasco

¿Qué tiene en común su esófago con un tipo de ácaro con un cuerpo extremadamente alargado? La respuesta es que ambos emplean un modo de movimiento peristáltico. El peristaltismo se produce cuando los muchos músculos que recubren un cuerpo o un canal de alimentación se contraen y relajan en una sucesión ondulatoria. Cuando tragas, utilizas el peristaltismo para conducir la comida a través del esófago hasta el estómago. Un número de diferentes invertebrados alargados, incluyendo lombrices de tierra y larvas de insectos, también utilizan el peristaltismo como una forma de locomoción.

Samuel Blasco

He estado colaborando con Gary Bauchan, Ronald Ochoa, y Chris Pooley en el Centro de Investigación Agrícola de Beltsville del USDA para investigar la locomoción de los Nematalycidae, una familia de ácaros parecidos a los gusanos. Estos ácaros viven en el suelo mineral profundo o en la arena. Hasta que comenzamos nuestra investigación, el único género de esta familia que ha sido estudiado con respecto a su locomoción fue Gordialycus, que utiliza el peristaltismo para mover su cuerpo extremadamente alargado a través de la arena.

A diferencia de las lombrices de tierra, Gordialycus no tiene músculos circulares. Por lo tanto, no puede constreñir el diámetro de su cuerpo para extenderse hacia adelante. En cambio, Gordialycus tiene una forma de locomoción peristáltica que utiliza músculos longitudinales para tirar de una corta región del cuerpo hacia adelante. Al mismo tiempo, esta región es empujada hacia adelante por la relajación y la extensión del área detrás de ella. La locomoción requiere que la contracción y la relajación juntas se extiendan a lo largo del cuerpo como un pulso peristáltico. De esta manera, el cuerpo puede moverse poco a poco, con poco cambio general en la longitud del cuerpo.

A) Gordialycus. B) Osperalycus. Aunque estos dos géneros de ácaros pertenecen a la misma familia, utilizan diferentes modos de locomoción. Fuente: USDA (dominio público).

En un reciente artículo en Entomology Today, resumí nuestro descubrimiento de un nuevo género y especie de Nematalycidae, que recogí al otro lado de la carretera del museo donde trabajo. Ese nuevo género, al que llamamos Osperalycus, tiene una longitud corporal adulta de más de medio milímetro, lo que lo convierte en el segundo género más largo dentro de los Nematalycidae - sin embargo, es sólo la mitad de la longitud de Gordialycus. La combinación de la proximidad y un suelo adecuado nos permitió extraer especímenes vivos de Osperalycus y comparar su locomoción con la descrita a partir de las observaciones de Gordialycus. Debido a que Osperalycus es mucho más alargado que un número de otros invertebrados que se mueven por el peristaltismo, incluyendo muchas larvas de insectos, esperábamos observar el movimiento peristáltico. Para nuestra sorpresa, encontramos que este ácaro utiliza un modo de locomoción muy diferente.

A) Peristalsis en la región posterior de Gordialycus. B) Primer plano esquemático que muestra cómo funciona el peristaltismo.

El movimiento de Osperalycus implica la constricción de la región central del cuerpo, lo que genera gran parte de la presión hidráulica necesaria para extender la región corporal anterior o posterior. La ausencia de peristalsis significa que las ondas de contracción no van acompañadas de ondas de relajación (véase el vídeo a continuación).

Es posible que la longitud del cuerpo de este ácaro esté dentro de un límite que no requiera peristalsis para la locomoción. En cambio, Gordialycus utiliza el peristaltismo por la probable razón de que cualquier otro modo de locomoción sería inviable para un ácaro con un cuerpo tan alargado.

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Un modo de locomoción recién descubierto. La constricción y expansión de la región central del cuerpo puede impulsar la extensión y contracción de las otras regiones del cuerpo.

Como se mencionó anteriormente, el peristaltismo implica mover un cuerpo poco a poco. Sin él, la extensión o contracción de una región corporal larga requiere un buen anclaje. En Osperalycus, el anclaje es facilitado por los dos pares traseros de piernas, que pueden sostener la región central del cuerpo en su lugar durante la extensión o contracción de otra región del cuerpo. Estas piernas se reducen dramáticamente en Gordialycus, lo cual es probablemente porque impiden la peristalsis.

El ano, que sobresale fuertemente en todos los nemátodos, también se usa para el anclaje. Descubrimos que Operalycus a menudo se empuja contra él cuando se extiende hacia adelante (ver video abajo). Parece probable que se utilice de forma similar en otros nemátodos. En el caso de Gordialycus, el ano es especialmente prominente y, por lo tanto, parece ser especialmente útil para la iniciación de la peristalsis, que para el propósito de la locomoción hacia adelante comienza en el ano.

Incluso las diferencias en la ultraestructura del tegumento parecen ser adaptables para la locomoción. Pudimos determinar esto usando un microscopio electrónico de crio-escaneado ubicado en el Centro de Investigación Agrícola de Beltsville en Maryland. Ya sabíamos que Osperalycus y Gordialycus, los dos géneros de cuerpo más largo, tienen tegumentos que están cubiertos con estructuras circulares planas que ayudan a sus cuerpos alargados a agarrar la arena o el suelo. Lo que no sabíamos era que los géneros nematáridos con cuerpos adultos de menos de 0,5 milímetros de longitud tienen tegumentos que están cubiertos con versiones puntiagudas de las mismas estructuras. Estas estructuras puntiagudas probablemente proporcionan un agarre adicional, que parece ser útil para los nemácidos con cuerpos comparativamente cortos.

Estructuras de agarre que se alinean a lo largo del tegumento del cuerpo: A) Osperalycus (segundo cuerpo más largo); B) Gordialycus (cuerpo más largo); C) Cunliffea (segundo cuerpo más corto); D) cf. Psammolycus (cuerpo más corto). Fuente: USDA (dominio público).

Este es el mismo principio básico que la banda de rodamiento de un neumático. Una superficie más puntiaguda mejora el agarre del cuerpo, de modo que una parte del ácaro puede mantenerse quieta mientras que otra parte empuja o tira de ella. Cuanto más tiempo los nemátodos obtienen mucho de su agarre a través de sus cuerpos más largos. De una manera no muy diferente, el agarre en carretera de un automóvil puede ser mejorado por neumáticos más anchos (el equivalente a una longitud extra de la carrocería) o neumáticos con elementos de banda de rodamiento más finos (el equivalente a una superficie de la carrocería que está cubierta de estructuras de agarre puntiagudas)

Más información está disponible en nuestro artículo de acceso abierto, que fue recientemente publicado en línea en Experimental and Applied Acarology.

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