La coloraci贸n de los bichos arlequ铆n influido por la temperatura durante las etapas ninfales

La coloraci贸n de los bichos arlequ铆n influido por la temperatura durante las etapas ninfales

July 25, 2018 <img src="https://antimoscas.es/wp-content/uploads/harlequin-bug.jpg" "harlequin bug"

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En un estudio realizado en la Universidad de Virginia Commonwealth y en la Universidad de Richmond, los investigadores encontraron que el arlequ铆n (Murgantia histrionica), una plaga de la col y otros cultivos cruc铆feros en el sur de los Estados Unidos, puede adaptar su pigmentaci贸n en base a las condiciones ambientales externas, es decir, la temperatura, durante sus etapas ninfales. Esa adaptabilidad ilustra el potencial de la especie para invadir nuevas regiones y entornos. (Fotograf铆a: Jennifer Olson)

Por Andrew Porterfield

La mayor铆a, si no todos, los insectos viven en rangos geogr谩ficos que cruzan regiones clim谩ticamente variables, y muchas zonas que tienen estaciones distintas. Para un animal que regula su temperatura a trav茅s de su entorno exterior (es decir, un "ectot茅rmico"), esto presenta un desaf铆o: c贸mo mantenerse fisiol贸gicamente activo cuando su 煤nica fuente de regulaci贸n de la temperatura sigue cambiando. Este desaf铆o se ha vuelto especialmente agudo ya que el cambio clim谩tico altera a煤n m谩s las variables del nicho de un insecto.

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Andrew Porterfield

Para los insectos, la temperatura del cuerpo afecta todas las funciones fisiol贸gicas, y la regulaci贸n de la temperatura del cuerpo ha demostrado ser una ventaja evolutiva, permitiendo la adaptaci贸n a estos diferentes ambientes. Una forma en que los insectos hacen esto es el melanismo t茅rmico, en el que los individuos con colores m谩s oscuros (m谩s melanina) tienen la ventaja en temperaturas m谩s fr铆as, calent谩ndose m谩s r谩pido que los individuos de colores m谩s claros (esta coloraci贸n es, por supuesto, lo opuesto al patr贸n en las endotermas, es decir, las criaturas que generan su propio calor corporal).

Pero no se sabe del todo c贸mo se fomenta el melanismo durante las etapas de desarrollo. Comprender c贸mo los diferentes factores, como los cambios de temperatura y la duraci贸n de la luz del d铆a, juegan un papel importante no s贸lo nos puede ayudar a entender c贸mo funciona el melanismo t茅rmico, sino que tambi茅n puede ayudar a determinar el grado de infestaci贸n de plagas en climas cambiantes.

Usando el bicho arlequ铆n com煤n (Murgantia histrionica), un azote de la col y otros cultivos cruc铆feros en el sur de los Estados Unidos, un equipo de investigaci贸n dirigido por Jennifer Olson de la Universidad del Commonwealth de Virginia y la Universidad de Richmond encontr贸 que los insectos pueden, durante el desarrollo, exhibir una plasticidad f铆sica al clima, aumentando permanentemente la melanina en las respuestas individuales al cambio de temperatura. El estudio, que se cree que es el primero sobre los bichos Harlequin, tambi茅n encontr贸 que durante el d铆a ten铆an menos de una infecci贸n en esta plasticidad. El estudio fue publicado este mes en el Journal of Insect Science.

Los investigadores recogieron 200-300 bichos individuales de plantas verdes de col (Brassica olaraea) en Virginia como la generaci贸n parental. Se recogieron huevos y se utilizaron ninfas reci茅n nacidas en el experimento, en el que las ninfas se criaron en cuatro c谩maras:

  • D铆as m谩s largos/temperaturas c谩lidas (15 horas de luz, 30 grados cent铆grados)
  • D铆as m谩s largos/temperaturas fr铆as (15 horas de luz, 20 grados cent铆grados)
  • D铆as m谩s cortos/temperaturas c谩lidas (10 horas de luz, 30 grados C)
  • D铆as m谩s cortos/temperaturas m谩s fr铆as (10 horas de luz, 20 grados C)

Los pigmentos fueron analizados por sus respuestas a estas condiciones en 457 adultos. En general, el melanismo en los adultos se vio m谩s fuertemente influenciado por las temperaturas durante la crianza. Los mayores efectos se produjeron en las c谩maras fr铆as, donde los individuos ten铆an un 33 por ciento m谩s de coloraci贸n negra y amarilla en comparaci贸n con los de las c谩maras c谩lidas. La duraci贸n del d铆a interactu贸 con la temperatura, de modo que los adultos de d铆as cortos y tiempo fr铆o tuvieron un cuatro por ciento m谩s de melanizaci贸n que los adultos de d铆as largos y tiempo fr铆o; los adultos de d铆as largos y c谩maras c谩lidas eran un siete por ciento m谩s oscuros. Los insectos de c谩mara c谩lida eran m谩s grandes que los de c谩mara fr铆a. La hora del d铆a en que se desarrollaron no tuvo ning煤n efecto en el tama帽o del cuerpo o en los efectos de la interacci贸n (los cambios del cuatro y siete por ciento).

"Nuestros resultados sugieren que la temperatura a la que esta especie est谩 expuesta durante su desarrollo juvenil influye en la cantidad de melanina que se desarrollar谩 en sus cut铆culas adultas", dice Olson. "Las ninfas que est谩n expuestas a temperaturas consistentemente m谩s fr铆as tendr谩n una pigmentaci贸n m谩s oscura cuando sean adultas."

<img src="https://antimoscas.es/wp-content/uploads/harlequin-bugs-on-collard-green-leaves.jpg" "bichos arlequ铆n en hojas verdes de col"

Investigadores de la Universidad de Virginia Commonwealth y de la Universidad de Richmond realizaron un experimento de laboratorio con bichos arlequ铆n (Murgantia histrionica) para examinar c贸mo la temperatura durante sus etapas ninfales influy贸 en la pigmentaci贸n. Descubrieron que las temperaturas m谩s fr铆as daban lugar a una pigmentaci贸n m谩s oscura, una adaptaci贸n que permitir铆a a los insectos mantener mejor el calor corporal en climas m谩s frescos. (Cr茅dito de la foto: Lily Thompson) <img src="https://antimoscas.es/wp-content/uploads/harlequin-bug-thermal-plasticity-lab-experiment.jpg" "arlequin bug thermal plasticity lab experiment"

En un estudio realizado en la Universidad de Virginia Commonwealth y en la Universidad de Richmond, los investigadores examinaron c贸mo los insectos arlequ铆n (Murgantia histrionica), una plaga de la col y otros cultivos cruc铆feros del sur de los Estados Unidos, pueden adaptar su pigmentaci贸n en funci贸n de las condiciones ambientales externas. Se aliment贸 a los chinches de etapa ninfal con hojas verdes de col y se los mantuvo en c谩maras con diferentes niveles de luz y temperatura durante el transcurso del experimento. (Cr茅dito de la foto: Universidad de Richmond)

Una vez que una ninfa se ha convertido en un adulto, esta coloraci贸n no puede cambiar, independientemente de las temperaturas ambientales. Una pregunta sin respuesta, se帽ala Olson, es "驴cu谩ndo, exactamente se determina ese nivel de melanizaci贸n? 驴Es s贸lo la temperatura a la que se exponen en un determinado momento de su desarrollo lo que determina su pigmentaci贸n adulta, o es el entorno de todos los estadios igualmente importante?"

La gen茅tica de la melanizaci贸n en los insectos es bien conocida. Un cierto grupo de compuestos de melanina es la fuente de pigmentos marrones y negros, mientras que otro grupo es la fuente de pigmentos rojos y naranjas. Varios genes en los insectos juegan un papel en la melanizaci贸n y el endurecimiento de la c谩scara, que ocurren al mismo tiempo durante la muda. Pero lo que no es tan conocido es c贸mo se regulan las enzimas y otras prote铆nas para producir ciertos matices o patrones de color, incluyendo los patrones a menudo brillantes que se ven en los bichos Harlequin.

Conocer c贸mo funciona esta plasticidad en respuesta a los cambios clim谩ticos puede ayudar a determinar los posibles rangos de estas plagas comunes, incluso cuando las condiciones ambientales cambian en los campos de cultivo y en otros lugares. "La plasticidad fenot铆pica, particularmente en la regulaci贸n t茅rmica pasiva, es un rasgo clave de las especies de plagas exitosas, y puede impactar en la duraci贸n y extensi贸n del da帽o a los cultivos, y en los l铆mites estacionales de la actividad", escriben los autores.

"Fisiolog铆a t茅rmica y plasticidad del desarrollo de la pigmentaci贸n en el insecto arlequ铆n (Hem铆pteros: Pentatomidae)"

Journal of Insect Science

Andrew Porterfield es escritor, editor y consultor de comunicaciones para instituciones acad茅micas, empresas y organizaciones sin fines de lucro en las ciencias de la vida. Escribe frecuentemente sobre temas de agricultura para el Proyecto de Alfabetizaci贸n Gen茅tica. Est谩 basado en Camarillo, California. S铆ganlo en Twitter en @AMPorterfield o visiten su p谩gina de Facebook.

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