Los rasgos morfol贸gicos se relacionan con las estrategias de apareamiento en los escarabajos machos de ciervo japoneses

Los rasgos morfol贸gicos se relacionan con las estrategias de apareamiento en los escarabajos machos de ciervo japoneses

7 de febrero de 2017

Los escarabajos machos del ciervo japon茅s (Prosopocoilus inclinatus) luchan para defender el territorio, pero sus diferentes rasgos morfol贸gicos se correlacionan con diferentes tama帽os de "armas" y diferentes estilos de batalla. (Foto: Eisuke Hasegawa, Ph.D.)

Por Jon Ruedas

Los escarabajos machos de ciervo japoneses (Prosopocoilus inclinatus) tienen batallas para defender territorios para ganar la oportunidad de aparearse con las hembras. Usan mand铆bulas agrandadas que parecen los cuernos de un ciervo macho para luchar por estos apareamientos, de ah铆 el nombre de escarabajo ciervo. Los escarabajos ciervos que ganan los concursos de machos suelen tener 茅xito en el apareamiento, y por lo tanto hay una fuerte selecci贸n sexual para el 茅xito en la batalla.

Los escarabajos luchan tratando de agarrar a un oponente con sus mand铆bulas agrandadas y luego tirar al oponente al aire. Los escarabajos machos muestran dos tipos morfol贸gicos asociados con diferentes estrategias de apareamiento: La estrategia de los machos con mand铆bulas grandes es luchar contra otros machos para aparearse, y la estrategia de los machos con mand铆bulas m谩s peque帽as es aparearse a hurtadillas (aunque los machos m谩s peque帽os todav铆a tienen las mand铆bulas agrandadas y todav铆a se involucran f谩cilmente en las peleas). Estudios previos han examinado estos morfos en escarabajos ciervos japoneses, pero pocos han visto c贸mo diferentes rasgos morfol贸gicos se correlacionan dentro de los dos morfos masculinos. Eisuke Hasegawa y sus colegas de la Universidad de Hokkaido en Jap贸n ayudaron a llenar este vac铆o investigando las diferencias en c贸mo los diferentes rasgos morfol贸gicos de los escarabajos ciervos volantes japoneses se correlacionan dentro del morfo de gran mand铆bula y dentro del de peque帽a mand铆bula. Su estudio se reporta en los Anales de la Sociedad Entomol贸gica de Am茅rica.

En estudios con otras especies de escarabajos - Escarabajos escarabajos de Onthophagini y Gnatocerus cornutus escarabajos de la harina - los investigadores encontraron que el tama帽o del ojo estaba correlacionado negativamente con el tama帽o de la mand铆bula. Es decir, cuando las mand铆bulas son m谩s grandes, los ojos son m谩s peque帽os. M煤ltiples hip贸tesis podr铆an explicar este patr贸n. Una explicaci贸n potencial es un compromiso de desarrollo: Durante el desarrollo, los recursos necesarios para producir mand铆bulas grandes podr铆an dificultar la producci贸n de ojos grandes. Una hip贸tesis alternativa es que, en las especies que tienen mand铆bulas grandes pero ojos peque帽os, no se seleccionan los ojos grandes porque no son necesarios. Estas dos hip贸tesis llevaron a Hasegawa a interesarse en c贸mo se correlacionaban los rasgos en las dos morfos del escarabajo ciervo japon茅s.

Hasegawa y sus colegas recolectaron 150 escarabajos adultos P. inclinatus ciervos volantes en la naturaleza en Hokkaido, Jap贸n; congelaron los espec铆menes y los clasificaron en dos morfos midiendo la longitud de una estructura que se correlaciona con el tama帽o de la mand铆bula: el escudo protector llamado elytra que cubre sus alas. Si el el铆tra era m谩s largo que 19,70 mm, los espec铆menes se categorizaron como machos mayores; si el el铆tra era m谩s corto que 19,70 mm, los espec铆menes se categorizaron como machos menores. Entonces, los investigadores seleccionaron al azar 50 machos de cada morfo y llevaron a cabo un an谩lisis morfol贸gico multivariado.

Uno de sus descubrimientos mostr贸 una interesante diferencia entre P. inclinatus y ambos escarabajos Onthophagini y Gnatocerus cornutus. Hasegawa dijo, "Probamos si hab铆a rasgos espec铆ficos del morfo que se correlacionan con el modo de batalla de cada morfo, y encontramos que el tama帽o del ojo se correlaciona positivamente con el tama帽o del arma en el gran morfo de P. inclinatus. "Es decir, en los machos mayores, cuando las mand铆bulas eran m谩s grandes, los ojos tambi茅n lo eran. Hasegawa concluye que los ojos peque帽os vistos con mand铆bulas grandes en los escarabajos Onthophagini y los escarabajos Gnatocerus cornutus podr铆an haber evolucionado porque estas especies luchan en sitios oscuros bajo tierra o en la harina de trigo, donde la visi贸n no es tan 煤til. "Pero los sitios de batalla son muy diferentes para los escarabajos ciervos japoneses", dijo Hasegawa en una entrevista, "porque luchan en la superficie de los 谩rboles por la noche donde hay luz de las estrellas o de la luna". Otro descubrimiento del estudio fue que, en los hombres menores, el tama帽o de la mand铆bula se correlacion贸 positivamente con la longitud de las patas delanteras, pero se correlacion贸 negativamente con el tama帽o del abdomen. Hasegawa y sus colegas concluyen que la correlaci贸n de las patas delanteras m谩s grandes con las mand铆bulas m谩s grandes podr铆a explicarse en los hombres menores porque el hombre menor utiliza una estrategia de atacar a un oponente desde el lado, plantando sus patas delanteras en una rama, y utilizando las patas delanteras como palanca para lanzar al oponente al aire. Esta es s贸lo una hip贸tesis potencial que explica este hallazgo, pero es consistente con el resultado.

Hasegawa concluy贸 que el tama帽o de la mand铆bula podr铆a correlacionarse negativamente con el tama帽o del abdomen en los machos menores porque los machos menores dependen de los apareamientos furtivos, y un abdomen m谩s grande permite test铆culos m谩s grandes y por lo tanto una mayor producci贸n de esperma que podr铆a aumentar la probabilidad de fertilizar a las hembras en los apareamientos furtivos. Este patr贸n ha sido confirmado en otras especies de escarabajos y es algo que Hasegawa y sus colegas planean probar en P. inclinatus.

Cuando se le pregunt贸 qu茅 pr贸ximos pasos prev茅 para su investigaci贸n, Hasegawa coment贸, "Debido a que la morfolog铆a de un P. inculinatus macho est谩 influenciado por su condici贸n nutricional en la etapa larval, planeamos probar si hay un componente gen茅tico de las correlaciones de rasgos espec铆ficos del morph criando escarabajos machos y comparando rasgos en parejas de hermanos. Jap贸n es el pa铆s m谩s avanzado para la cr铆a en cautiverio de escarabajos ciervos, por lo que f谩cilmente seremos capaces de criar muchas larvas de P. inculinatus en nuestro laboratorio."

Los escarabajos ciervos son populares como mascotas en Jap贸n, y el pa铆s importa m谩s de 1 mill贸n de escarabajos ciervos cada a帽o. Cuando algunas de estas importaciones terminan en el medio silvestre, pueden llevar a la competencia con las especies nativas, la introducci贸n de par谩sitos no nativos y la hibridaci贸n gen茅tica. Debido a estos riesgos ecol贸gicos, la investigaci贸n sobre la morfolog铆a y las estrategias de apareamiento de los escarabajos ciervos volantes japoneses podr铆a alg煤n d铆a ser valiosa para la gesti贸n y la preservaci贸n de las poblaciones de escarabajos ciervos volantes.

Lea m谩s: "Morph-Specific Weapon-Correlated Traits in a Male Dimorphic Stag Beetle Prosopocoilus inclinatus, (Coleoptera: Lucanidae)," Annals of the Entomological Society of America

Jon Ruedas es un escritor y autor cient铆fico con un doctorado en ciencias biol贸gicas. Se ha desempe帽ado como cient铆fico principal y profesor adjunto en el Boston College, como editor en jefe de publicaciones peri贸dicas en la Universidad de Indiana y en el Boston College, y como escritor cient铆fico en la Universidad de Indiana y en la Facultad de Medicina de la Universidad de Massachusetts. Ha publicado m谩s de 160 art铆culos y ha escrito y ense帽ado extensamente sobre ciencia. Para m谩s informaci贸n, visite http://authorjohnproche.com.

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