La comunicación química en los escarabajos del estiércol

Mario E. Favila

El estudio de la comunicación química en los escarabajos del estiércol es aún incipiente, falta mucho por estudiar. La mayoría de los estudios en este campo están relacionados con eventos reproductivos, como son el reconocimiento sexual, la atracción sexual a corta y a larga distancia, así como la defensa contra depredadores y competidores intraespecíficos e interespecíficos. Son los escarabajos rodadores los que están mejor equipados desde el punto de vista químico, lo que se asocia a su estilo de vida, ya que están más expuestos durante el rodaje de sus bolas de alimento en el suelo.

La gran cantidad de compuestos encontrados en las glándulas pigidiales de las pocas especies de escarabajos rodadores estudiadas están relacionadas con defensa química y con atracción sexual. Las sustancias presentes en las glándulas pigidiales de los escarabajos del estiércol tiene el potencial de ser usadas para controlar el desarrollo de hongos y bacterias principalmente de hortalizas, también podrían usarse como repelentes de hormigas y otros insectos plagas. 

Palabras claves: ecología química, reconocimiento sexual, compuestos defensivos, escarabajos.

La comunicación química implica la producción de uno o más estímulos químicos por parte de un organismo, llamado el emisor, y la captación del estímulo por otro organismo, el receptor, que puede ser de la misma o de otra especie. En términos biológicos la reacción que genera una señal química puede ser buena para el emisor, para el receptor o para ambos. La comunicación química no sólo depende de las características de los organismos, también el ambiente influye en la calidad y cantidad del mensaje químico emitido y recibido. En esta ocasión me enfocaré a la comunicación química en los escarabajos del estiércol, los cuales tienen una gran importancia económica por sus beneficios que aportan al ambiente y a los seres humanos, debido a que son los recolectores de buena parte de los desechos de la naturaleza, como bien lo indica su nombre común: escarabajos del estiércol. Los escarabajos del estiércol redistribuyen espacialmente el excremento de vertebrados y otros materiales biológicos en proceso de descomposición como cadáveres de vertebrados e invertebrados, hongos y frutos descompuestos, entre otros, por medio de dos mecanismos: enterrar el alimento en galerías excavadas en el suelo, efectuado por los escarabajos cavadores del estiércol, y trasportar dicho material, en forma de bola de alimento, a cierta distancia del recurso alimenticio, efectuado por los escarabajos rodadores del estiércol, que aquí llamaremos simplemente escarabajos rodadores (Fig. 1). Es en la fuente de alimentación donde interaccionan y compiten las especies por el alimento; así mismo, es donde se encuentran los individuos de la misma especie y forman parejas para nidificar, pero donde también los individuos del mismo sexo se encuentran y pelean ya sea por el alimento o por el alimento y la posible pareja. Durante estas interacciones hemos encontrando que la comunicación química juega un papel muy importante principalmente en los escarabajos rodadores del estiércol. Daremos unos ejemplos.

Reconocimiento sexual. La relación entre reconocimiento sexual y comunicación química ha sido estudiada sólo en Canthon cyanellus, un escarabajo rodador que se alimenta de pequeños cadáveres de mamíferos en las selvas de México. La cutícula, es decir el cuerpo de estos insectos, contiene compuestos químicos llamados hidrocarburos cuticulares que están asociados al reconocimiento sexual en esta y otras especies. Machos y hembras tienen hidrocarburos cuticulares diferentes. Cuando dos individuos se encuentran, ambos extienden sus antenas y tocan mutuamente el cuerpo del otro individuo, lo que les permiten detectar los olores de cada uno y reconocerse. Si son individuos del mismo sexo, después de este breve ritual de reconocimiento, se pelean. Por el contrario, si son de sexo diferente, después de reconocerse, comienzan a colaborar, ya sea elaborando una bola de alimento o rodando entre ambos dicha bola de alimento con el objeto de reproducirse posteriormente. En un experimento que hicimos con mis estudiantes “engañamos” a machos que rodaron la bola de alimento con la carcasa de otro macho al que “disfrazamos” químicamente de hembra, lo mismo pasó con hembras que rodaron con hembras disfrazadas químicamente de machos. Es decir, en vez de pelearse por ser del mismo sexo, se comportaron como si estuvieran con individuos de sexo contrario.

Atracción sexual. Un tema controversial entre los estudiosos de la comunicación química en los escarabajos del estiércol es la emisión de feromonas sexuales, que son compuestos volátiles emitidos por uno de los sexos para atraer a individuos del sexo contrario para reproducirse. El comportamiento de emisión de feromonas es muy llamativo similar en todas las especies de escarabajos rodadores. El macho se “para de cabeza y restriega las patas posteriores sobre el abdomen y la parte posterior de su cuerpo (pigidio) a intervalos de tiempo que varía según la especie (Fig. 2). En el abdomen de los machos hay un conjunto de estructuras en la cutícula llamadas glándulas de donde se emiten las feromonas. Sin embargo, no se ha podido demostrar que los compuestos químicos liberados por estas glándulas actúen como feromonas sexuales, ya que en general no se acercan las hembras, como cabría esperar. Nosotros pensamos que más bien producen compuestos repulsivos para evitar que lleguen otros machos, pero hay mucho que trabajar en este tema. En la región del pigidio de los escarabajos, por donde también restriegan las patas los machos durante la emisión de feromonas, se presentan las glándulas pigidiales que en dos especies de Canthon presentan compuestos químicos que podrían funcionar como feromonas sexuales durante el apareamiento. Además, hemos demostrado que durante el rodaje los escarabajos impregnan la bola con estas sustancias atractivas para las hembras. 

Interacciones interespecíficas. Las glándulas pigidiales de los escarabajos rodadores del estiércol producen también compuestos que actúan como sustancias defensivas. Camponotus sericeiventris es una hormiga que hemos observado intentando atacar a Canthon cyanelllus en la selva de Los Tuxtlas. Durante el ataque, la hormiga se acerca al escarabajo y al tocar el cuerpo del escarabajo con sus antenas, sale repelida. Esto se debe a que estas especies liberan de sus glándulas pigidiales compuestos defensivos como el fenol, geraniol, guayacol.

Protección del alimento. Algunos de los compuestos encontrados en las glándulas pigidiales de Canthon cyanelllus y Canthon femoralis han mostrado que pueden evitar la descomposición de su alimento. El ácido acético y el ácido benzoico, compuestos abundantes en las glándulas pigidiales de estas especies son antimicrobianos. Hemos encontrado que estas y otras sustancias producidas por los escarabajos rodadores del estiércol podrían utilizarse para controlar hongos y bacterias que atacan hortalizas, también podría usarse como repelentes de hormigas y otros insectos plagas. Hay mucho que investigar sobre la ecología química de este grupo de insectos.  

 

Pie de foto slider: Naturalista,  Tony Palmer 

 

 

 

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