LA COMUNICACIÓN SECRETA DE LOS INSECTOS

LA COMUNICACIÓN SECRETA DE LOS INSECTOS

Por: Patricia Romero y Larissa Guillén

Red de Manejo Biorracional de Plagas y Vectores, Instituto de Ecología A.C. 

 

Resumen

La comunicación química es ampliamente utilizada en el grupo de los insectos. Conoce cómo funciona y su importancia en la vida de estos organismos, así como algunas aplicaciones.

 

Palabras clave

Semioquímicos, feromonas, aleloquímicos, aromas

 

 

La comunicación permite el intercambio de información e interacción con otros organismos y el ambiente y es un proceso vital para todos los seres vivos. Mientras muchos organismos usamos un lenguaje de tipo vocal, existen una gran diversidad de plantas y animales que utilizan un lenguaje silencioso, pero igual de efectivo, en el cual en lugar de sonidos hay compuestos químicos mensajeros. Los insectos, son uno de los grupos que más utiliza la comunicación química, empleando moléculas pequeñas y aromáticas las cuales se dispersan en el ambiente y que son llamados semioquímicos.

 

Dependiendo de la especie, los insectos pueden reconocer diversos aromas o bien ser muy específicos. Independientemente del número de aromas o compuestos químicos que un insecto reconozca, el proceso de reconocimiento de un olor (olfacción) se realiza principalmente en sus antenas, aunque en algunos casos también se pueden involucrar otras estructuras como los palpos (apéndices del aparato bucal), el ovipositor (estructura parecida a un estilete con el que las hembras ponen huevos) o los tarsos (segmentos finales de las patas). En la superficie de estas estructuras se localizan los sénsulos olfativos (Figura 1) que básicamente son pelos con una superficie o cutícula cubierta de pequeñísimos poros, por los cuales los semioquímicos, es decir los compuestos químicos, pueden pasar del medio ambiente al interior del insecto en donde son recibidos por neuronas receptoras olfativas. En este proceso se genera una diferencia de potencial, es decir pequeñas descargas eléctricas que viajan por los neuro-trasmisores para llegar al cerebro del insecto, donde finalmente esta señal es procesada generando diferentes comportamientos como caminar, alimentarse, volar, aceptar una pareja, alejarse de un sitio, poner huevecillos, entre otros.

Los semioquímicos se clasifican en dos grupos, división fundamentada en el tipo de comunicación que regulan y el efecto que tiene en el organismo emisor y receptor. Cuando la comunicación química es entre insectos de una misma especie, los compuestos se clasifican como “feromonas”; si la interacción es entre especies diferentes entonces son definidos como “aleloquímicos”.

Para profundizar en la importancia de estos compuestos, comencemos con las feromonas. Su estudio nos remite al año 1870 en Francia, donde el entomólogo Jean Henri Fabre realizando pruebas con machos y hembras del gusano de la seda Bombyx mori (Figura 2), observó que las hembras emitían algún tipo de aroma atrayente de los machos de B. mori. Tiempo después, se supo que este  aroma es una feromona de tipo sexual cuya identidad química es E-10- Z-12-hexadecadien-1-ol, 1., también llamado bombycol. Debido a que este tipo de feromonas sirven para atraer potenciales parejas para la reproducción, han sido estudiadas e identificadas en diversas especies de insectos consideradas plaga para utilizarlas  como atrayentes en esquemas de Manejo Integrado de Plagas (MIP).

 

Además de las feromonas sexuales, existen de otros tipos como las feromonas de agregación, las cuales atraen a machos y hembras de una misma especie con el fin de bajar las defensas a las plantas hospederas que atacan y poder colonizarlas. Estas feromonas al igual que las sexuales, se utilizan en estrategias del MIP, un ejemplo es el control de picudo del agave Scyphophorus acupunctatus un pequeño escarabajo de apenas 2 cm, cuyas larvas se alimentan del agave del tequila Agave tequilana generando su putrefacción. Las poblaciones de este insecto se han podido regular empleando feromonas de agregación para atraerlos a sitios con trampas lejos de los cultivos de agave (Figura 3 a).

 

 

Otro tipo de feromona son las feromonas de trazado las cuales son utilizadas por algunas especies como las hormigas para seguir pistas que les permitan buscar su alimento (forrajeo) y después encontrar su hormiguero sin perderse (Figura 3 b). También podemos encontrar feromonas de marcaje, una muy sofisticada herramienta para no compartir, en este caso tomaremos como ejemplo a la mosca mexicana de la fruta Anastrepha ludens cuyas hembras después de depositar sus huevecillos (ovipositar) en un fruto que seleccionaron de manera minuciosa, segregan una feromona de marcaje que comunica a otras hembras que buscan un sitio para poner sus huevos, que dicho fruto ya está ocupado (Figura 3 c).

Hasta ahora te hemos presentado un vistazo general de las feromonas, tema que podríamos seguir desarrollando debido a lo amplio e interesante que es; sin embargo, no podemos dejar de lado la comunicación entre especies diferentes y que es mediada por aleloquímicos.

Los aleloquímicos son clasificados como alomonas, sinomonas o kairomonas según el efecto que generan en el organismo emisor y receptor. Se llaman alomonas cuando la especie emisora (la que produce y libera el olor) se beneficia mientras que la especie receptora sufre el efecto contrario. Ejemplo de alomonas son los aromas emitidos por diferentes plantas como la citronela y lavanda que repelen a diferentes insectos para evitar que las ataquen. Por el efecto de repelencia que producen, las alomonas también se consideran como compuestos químicos de defensa. Además de la repelencia de insectos, las alomonas pueden funcionar como una señal de alarma para alertar a plantas vecinas del ataque de herbívoros y así activar diferentes mecanismos de defensa.

Las kairomonas son aquellas sustancias que afectan al organismo que las emite y que benefician al receptor. Ejemplo de esto son los compuestos volátiles  liberados por las plantas como respuesta a cambios fenológicos, ambientales y/o nutricionales y que ciertos insectos detectan y utilizan para poder orientarse hacia la planta emisora para usarla como hospedero (Figura 4). Un ejemplo de kairomonas son los compuestos liberados por granos de maíz Zea mays (E-2-heptanal y octanal) que atraen al gorgojo del maíz. Ya que son compuestos de suma importancia para la localización de hospederos, las kairomonas también se emplean como atrayentes de insectos plaga en esquemas de MIP.

 

Finalmente, cuando los aleloquímicos regulan interacciones donde el emisor y el receptor se benefician, reciben el nombre de sinomonas. La polinización, es uno de los mejores ejemplos de esta interacción en donde ambas partes se benefician. Las flores emiten aromas (sinomonas) que atraen a diferentes insectos para alimentarse y durante el proceso de alimentación, los insectos se impregnan de partículas de polen en diferentes partes del cuerpo que posteriormente transportan a otras flores generando la polinización y reproducción de las plantas que asegura la continuidad de las especies.

Como puedes ver, ya sean feromonas o aleloquímicos, la comunicación química entre individuos de la misma o diferente especie es determinante para la supervivencia de los insectos y plantas, y su estudio es esencial para descifrar los mensajes escondidos en los aromas que emiten los diferentes individuos y que nos ayudan a entender cómo se relacionan las diferentes especies con su entorno.

 

Referencias

Chapman, R. F. 1998. The insects: structure and function. Cambridge university press.

Nordlund, D. A., and W. J. Lewis. 1976. Terminology of chemical releasing stimuli in intraspecific and interspecific interactions. Journal of Chemical Ecology 2:211-220.

Rojas, J. C., and E. A. Malo. 2019. Temas selectos en ecología química de insectos. El Colegio de la Frontera Sur.

Schoonhoven, L. M., T. Jermy, and J. J. A. Van Loon. 1998. Host-plant selection: how to find a host plant. Pages 121-153  Insect-plant biology. Springer.

Ukeh, D. A., C. M. Woodcock, J. A. Pickett, and M. A. Birkett. 2012. Identification of host kairomones from maize, Zea mays, for the maize weevil, Sitophilus zeamais. J Chem Ecol 38:1402-1409.

 

Pies de figuras

Figura 1. Maes F.W. (1998). Esquema de sensulo olfatorio de insectos [Figura 6.14]. Recuperado de Schoonhoven, L. M., Jermy, T., & Van Loon, J. J. A. (1998). Host-plant selection: how to find a host plant. In Insect-plant biology (pp. 121-153). Springer US.

Figura 2. Fotografía del Dr. Fabre quien tuvo importantes aportes a la entomología generando conocimiento del comportamiento de mariposas, escarabajos y grillos. Pionero en las evidencias de sistemas de comunicación en insectos. En orden de aparición, imágenes recuperadas de:

https://www.britannica.com/biography/Jean-Henri-Fabre https://macronatura.es/2020/03/04/gusanos-de-seda-bombyx-mori https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Bombykol

Figura 3. a) Trampa para el picudo del agave utilizando como atrayente feromonas en cultivos de agave (David Rodríguez 2019), b) Hormigas forrajeando, c) Mosca mexicana de la fruta marcando sobre fruto (Alberto Anzures). En orden de aparición, imágenes recuperadas de:

https://www.researchgate.net/publication/338710743_Escarabajos_asociados_a_Agave_tequilana_Weber_variedad_Azul

Figura 4. Scyphophorus acupunctatus reconociendo a su hospedero Polianthes tuberosa, (Patricia Romero 2014). Fotografía tomada durante pruebas de atracción a volátiles del hospedero, en cultivos de nardo ubicados en Morelos, México.