Calor en una jaula: ¡Los insectos de mezquite luchan en un vaso de plástico, por la ciencia!

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Los científicos de la Universidad de Arizona crearon su propio «Club de lucha contra insectos» en el laboratorio, organizando combates de lucha de insectos para aprender más sobre las estructuras defensivas y la evolución de las armas en el reino animal. Resumieron sus hallazgos en dos artículos separados, uno publicado el otoño pasado en la revista Functional Ecology y el otro publicado el mes pasado en Proceedings of the Royal Society B.

La batalla entre especies se encuentra comúnmente en la naturaleza, generalmente en la competencia por recursos limitados (compañeros, comida o refugio). Según los autores, generalmente se supone que la criatura que inflige más daño gana la pelea. Esta es una posible explicación de por qué tantas especies han desarrollado varias estructuras defensivas para protegerlas del daño durante una pelea. Por ejemplo, las cabras tienen escudos dérmicos, los cocodrilos tienen osteodermos dorsales y los camarones mantis cuentan con telsons blindados. Pero, ¿estas estructuras realmente afectan los resultados de las peleas?

«Los biólogos generalmente han asumido que el individuo que inflige más daño a su oponente tendrá más probabilidades de ganar una pelea determinada», dijo el coautor John J. Wiens de la Universidad de Arizona, al explicar el razonamiento detrás del Bug Fight Club «. Sorprendentemente, esta suposición fundamental aún no se había probado en un estudio experimental «.

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Acercarse / Insectos gigantes machos y hembras de mezquite (Thasus neocalifornicus) en una rama de un árbol de mezquite en el sur de Arizona, su hábitat natural.

Zachary Emberts / Universidad de Arizona

Así que Wiens decidió diseñar un experimento de este tipo en su laboratorio, utilizando insectos gigantes de mezquite (Thasus neocalifornicus). Se trata de una especie de la denominada familia choreidae, también conocida como insectos de las hojas. Tienen alas delanteras engrosadas como estructuras defensivas. Para la ofensiva, la mayoría de las especies coreidas cargarán, patearán, envolverán / apretarán o enfrentarán a los oponentes. El coautor Zachary Emberts, un postdoctorado en el laboratorio de Wiens, lo comparó con un combate de lucha universitario, donde los dos insectos se acercarán sigilosamente y se pegarán entre sí, tratando de infligir daño con sus púas extendidas sobre sus patas traseras. «Piense en ello como un combate de lucha libre en el que sus oponentes clavan sus cuchillos», agregó Wiens.

Para evaluar el impacto de las estructuras defensivas en el éxito de la batalla, el equipo reforzó el equipo de protección de un grupo de insectos pegando pequeños pedazos de piel sintética marrón en las alas delanteras de los cazas, usando el pegamento no tóxico de Elmer. Eligieron ese material porque era liviano y capaz de resistir el tipo de ataques típicos del insecto mezquite. Estaba unido a la sección del frente que probablemente se habría perforado durante una pelea. Otros insectos tenían una «armadura» extra pegada a su pronoto (una placa que cubre el pecho), que normalmente no se daña en combate. Un tercer grupo de errores de base no recibió ninguna armadura adicional.

Aunque la armadura agregó un peso adicional, los autores señalaron que esto no debería ser relevante para el experimento, ya que los insectos machos de mezquite «casi siempre abandonaban la pelea caminando o huyendo (en lugar de volar)», escribieron. «Además, nuestras observaciones anteriores sobre otras coreidas sugieren que caminar o correr es la forma más común de retirada».

Acercarse / Para estudiar el daño infligido durante los combates de lucha entre insectos machos de mezquite gigantes, los investigadores equiparon a algunos de ellos con chalecos antibalas que consistían en parches de piel sintética pegados a la espalda.

Zachary Emberts / Universidad de Arizona

La «arena» de combate era un vaso de plástico transparente con paredes revestidas con vaselina para evitar que los luchadores con buggy salieran, no exactamente el octágono de UFC, pero suficiente para los partidos de insectos de mezquite. Los investigadores colocaron una clavija de madera en el centro del «anillo», similar en diámetro a las ramas de los árboles, para darles a los insectos algo contra lo que luchar. Para el combate, un insecto blindado se coloca solo en la arena durante 30 minutos. Luego se agregó un rival desarmado, señalando así el inicio del juicio, que se prolongó durante las siguientes dos horas. Las peleas a menudo comenzaban cuando ambos insectos alcanzaban la parte superior de la baldosa y generalmente duraban varios minutos (la más larga duraba 10 minutos).

Los observadores experimentales realizaron un seguimiento del comportamiento de los insectos, la duración de las peleas y los golpes que causaron daños en el ala del oponente. Cuando el ala de un insecto de mezquite fue dañada por el dedo del pie de la pierna de un oponente, dejó un agujero distintivo que no se cerró, lo que facilitó a los investigadores contar y medir agujeros para evaluar el daño en excombatientes congelados. Todas las peleas fueron grabadas en video y, para cada pareja, el insecto que se retiró más fue considerado el perdedor (o «individuo subordinado»). Todos los insectos lucharon solo una vez antes de ser congelados para un análisis más detallado.

El equipo descubrió que la adición de armadura no tenía ningún impacto en la duración de las peleas, pero la armadura aumentaba las posibilidades de que un error tuviera éxito en la batalla. Los errores con armadura adicional tenían 1,6 veces más probabilidades de ganar peleas que los errores de control (un aumento del 60%, según los autores). «Esto nos dice que el daño es importante para quien gane las peleas», dijo Emberts. «Esto se planteó previamente como hipótesis y tiene sentido intuitivo, pero no se había probado experimentalmente antes». Los investigadores también demostraron que las estructuras de defensa pueden ser un factor importante en la reducción de daños.

Una muestra del daño infligido a las alas delanteras de los insectos mezquite por las puntas de las piernas de los oponentes.
Acercarse / Una muestra del daño infligido a las alas delanteras de los insectos mezquite por las puntas de las piernas de los oponentes.

Z. Emberts et al., 2021

Wiens y Emberts luego desviaron su atención de las estructuras defensivas a las armas incrustadas que manejaban tantas especies. Estaban particularmente interesados ​​en explorar la cuestión de por qué las armas difieren tanto entre especies, desde las patas puntiagudas de los insectos de mezquite (las diferentes especies de insectos de hojas tienen diferentes disposiciones en las puntas de las patas) hasta los cuernos de los escarabajos y los cuernos de los ciervos. «La evolución ha producido una increíble diversidad de armas en los animales, pero no entendemos completamente por qué», dijo Emberts. «Y si la selección favorece a las armas que causan más daño, ¿por qué no todas las armas se parecen?»

Los investigadores midieron cuidadosamente la forma y el tamaño de las puntas de las patas en 17 especies de insectos con patas de hoja y evaluaron la cantidad promedio de daño (el tamaño y el número de picaduras) que las diversas configuraciones puntiagudas podrían infligir en la pata anterior de cada especie. Como era de esperar, algunas configuraciones de armas fueron más efectivas que otras, particularmente algunos modelos de cuchillas. Sin embargo, «las armas de aspecto muy diferente también pueden causar la misma cantidad promedio de daño», dijo Emberts. «Esto nos dice que puede haber más formas de causar daño».

En resumen, «Gran parte de la diversidad de armas observada en los animales que luchan por recursos y compañeros puede explicarse por lo bien que funcionan las diferentes armas para infligir daño», dijo Wiens. «El rendimiento de las armas, la cantidad de daño que infligen en combate, está impulsando su diversificación. Este descubrimiento ayuda a responder la pregunta de por qué no todas las armas evolucionan de la misma manera. En lugar de evolucionar a una forma de arma óptima, hay formas muy. diferentes que funcionan casi tan bien, resolviendo el misterio de por qué las armas parecen tan diferentes entre especies «.

DOI: Ecología funcional, 2020. 10.1111 / 1365-2435.13730
Actas de la Royal Society B, 2021. 10.1098 / rspb.2020.2898 (Información sobre DOI).

Imagen de listado de Zachary Emberts / Universidad de Arizona

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