Un estudio arroja luz sobre la identificación de machos y hembras de escarabajos en peligro de extinción

August 26, 2019 <img src="https://antimoscas.es/wp-content/uploads/lateral-lighting-setup.jpeg" "lateral lighting setup"

En dos especies de escarabajos en peligro de extinción que viven en el Acuífero Edwards en Texas, los machos y las hembras son casi imperceptibles. Un nuevo estudio sugiere que la forma más rápida de identificar a los machos frente a las hembras es hacer brillar una luz a través de ellos, en la configuración de iluminación que se muestra aquí, para iluminar los órganos internos que revelan la diferencia. (Foto originalmente publicada en Kosnicky 2019, Journal of Insect Science)

Por Andrew Porterfield

Nadie sabe realmente cuánto tiempo los escarabajos Stygoparnus comalensis y Heterelmis comalensis (a veces conocido como el escarabajo secópodo de Comal Springs y el escarabajo del rifle de Comal Springs, respectivamente) han vivido en un acuífero subterráneo entre Austin y San Antonio, Texas, pero las dos especies están ahora en peligro de extinción. Aunque los insectos cavernícolas de 2 milímetros de largo lograron sobrevivir a una grave sequía a mediados de la década de 1950, fueron declarados en peligro de extinción en 1997.

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Andrew Porterfield

La protección federal se desencadenó por los cambios en su hábitat, llamado Acuífero Edwards, que ha sido objeto de bombeo para abastecer de agua a San Antonio y otras ciudades. El acuífero también ha sido objeto de contaminación y competencia de especies introducidas. En 2013, el Servicio de Pesca y Vida Silvestre de los Estados Unidos (USFWS) amplió la protección del hábitat crítico para los escarabajos hasta abarcar 139 acres del acuífero subterráneo.

Si bien la protección del hábitat es una herramienta importante para preservar los animales en peligro de extinción, otra es el desarrollo de refugios de autopropagación. Como parte de esos esfuerzos, conocer la proporción de machos y hembras es un componente clave de la propagación y la realización de experimentos de apareamiento. Sin embargo, distinguir el sexo de S. y H. comalensis ha sido un desafío.

Los tamaños entre S. comalensis machos y hembras se superponen considerablemente. Además, los machos tienen mechones en sus metatarsos de los que carecen las hembras, pero estas características son muy difíciles de observar. Para H. comalensis, las hembras son ligeramente más grandes pero no tienen características externas que puedan ser usadas para distinguir entre los sexos. Para ambas especies, la mala iluminación y la falta de visión podría fácilmente llevar a mezclar hembras y machos.

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Heterelmis comalensis, a veces conocido como el escarabajo del rifle de Comal Springs, es una especie en peligro de extinción que vive en el Acuífero Edwards en Texas. (Fotografía: Mike Quinn, TexasEnto.net, CC BY-ND-NC 1.0)

Para encontrar una forma fiable de determinar el dimorfismo sexual en las dos especies de escarabajos, la Dra. Ely Kosnicki, científica de ecología de agua dulce de BIO-WEST, Inc., una empresa de consultoría ambiental en San Marcos, Texas, tomó medidas de varios rasgos externos y experimentó con una variedad de técnicas de iluminación y fotográficas para determinar el sexo. Los resultados, publicados en julio en el Journal of Insect Science de libre acceso, no encontraron ninguna medición útil de las características externas pero sí encontraron que las estructuras abdominales internas iluminadas lateralmente podían determinar con precisión los machos de las hembras.

Añadiendo al desafío estaba el hecho de que los escarabajos, especialmente el S. comalensis, son raros y difíciles de recuperar. En 2018, el USFWS tenía sólo 15 adultos vivos, y el estudio de Kosnicki miró nueve especímenes femeninos y seis masculinos preservados por el USFWS.

Kosnicki tomó los especímenes preservados S. comalensis y los fotografió con una cámara a color de alta definición, montada en un estereoscopio. Las mediciones fueron tomadas con un software de imágenes. Se determinó la longitud y el ancho de los ventrículos (esternones), elytrones (anteojos endurecidos) y pronots (placas de tórax). Kosnicki también experimentó con diferentes ángulos de iluminación para fotografiar los escarabajos.

<img src="https://antimoscas.es/wp-content/uploads/stygoparnus-comalensis-under-lateral-lighting.jpeg" "Stygoparnus comalensis bajo iluminación lateral"

Bajo una configuración de iluminación lateral, se puede diferenciar la hembra (izquierda) y el macho (derecha) del Stygoparnus comalensis, a veces conocido como el escarabajo dryopid de Comal Springs. En la hembra, la flecha superior apunta a una débil esclerotización visible de la esternita 8 y la flecha inferior apunta a los gonocoxitos fusionados. En el macho, la flecha apunta a la esclerótica 8. (Imágenes originalmente publicadas en Kosnicky 2019, Journal of Insect Science)

Una vez que estos métodos fueron hechos, él entonces tomó los mismos tipos de medidas y fotografías con H. comalensis vivas tomadas desde el refugio de San Marcos.

De todas las medidas tomadas, sólo la longitud del elytron mostró potencial para distinguir entre los sexos de S. comalensis. Los individuos con elytrones de más de 2,06 milímetros se consideraron hembras, pero esta medición todavía identificó erróneamente a las hembras vivas seis de cada 11 veces y a los machos tres de cada nueve veces.

La iluminación lateral de los especímenes preservados y de los escarabajos vivos, sin embargo, podría iluminar los órganos internos que demostraron ser mejores para distinguir los sexos. En general, la iluminación lateral podría proporcionar vistas claras del órgano abdominal esternal 8 en los machos y de los gonocóxidos fusionados en las hembras. La esternita 8 abdominal era ligera o imperceptible en las mujeres. Estas diferencias fueron confirmadas por la disección de los especímenes preservados, y características abdominales similares fueron reveladas por la iluminación lateral de los insectos vivos H. comalensis.

<img src="https://antimoscas.es/wp-content/uploads/heterelmis-comalensis-under-lateral-lighting.jpeg" "Heterelmis comalensis bajo iluminación lateral"

Bajo una configuración de iluminación lateral, la hembra (izquierda) y el macho (derecha) del Heterelmis comalensis, a veces conocido como el escarabajo del rifle de Comal Springs, pueden ser diferenciados. En la hembra, la flecha superior apunta al puntal anterior de la esternite 8 y la flecha inferior apunta a la esternite 8. En el macho, la flecha apunta a la esternite 8. (Imágenes originalmente publicadas en Kosnicky 2019, Journal of Insect Science)

El estudio presentó el método más exacto hasta ahora para determinar el sexo entre los escarabajos en peligro de extinción. "Fue raro encontrar un adulto S. comalensis o H. comalensis que no fuera fácilmente identificable como hembra o macho usando los caracteres y técnicas de iluminación descritos [en el artículo]", escribe Kosnicki.

Se demostró que la fotografía jugaba un papel clave en la identificación de machos y hembras, pero Kosnicki advirtió que la fotografía aún carece de la resolución que se ve en la visión en vivo con un estereoscopio. "Como los sistemas de imagen se están convirtiendo en un equipo estándar en los laboratorios, parece haber un cambio para mirar los especímenes en un monitor en lugar de mirar a través de las piezas del ojo. Muchos detalles finos se pierden en la pantalla", dice.

Y estos detalles, según el estudio, podrían llegar a ser importantes ya que los esfuerzos de reproducción se utilizan para ayudar a preservar insectos en peligro de extinción como H. comalensis y S. comalensis. </"Determinando el dimorfismo sexual de escarabajos acuáticos vivos", "Stygoparnus comalensis (Coleópteros: Dryopidae)" y "Heterelmis comalensis (Coleópteros...)": Elmidae), Usando Estructuras Abdominales Internas "

>strong>Journal of Insect Science

Andrew Porterfield es un escritor, editor y consultor de comunicaciones para instituciones académicas, compañías y organizaciones sin fines de lucro en las ciencias de la vida. Escribe frecuentemente sobre temas de agricultura para el Proyecto de Alfabetización Genética. Está basado en Camarillo, California. Síganlo en Twitter en @AMPorterfield o visiten su página de Facebook.

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