Las larvas que saltan intrigan a los científicos

ARRIBA: Larvas (A) y adultos (B) Laemophloeus biguttatus escarabajos MATT BERTONE

A menudo se piensa que las larvas de insectos se abren paso como gusanos alrededor de su entorno, sin piernas y de movimiento lento o incluso inmóvil. Pero un artículo publicado en PLOS ONE ayer (19 de enero) informa de un comportamiento peculiar en las larvas de Laemophloeus biguttatus, comúnmente conocido como el escarabajo de la corteza plana rayado: saltar. Esta locomoción rápida era previamente desconocida en esta especie de insecto, según los autores del artículo, y solo se ha observado comúnmente en los gusanos de las moscas.

matt bertone

El equipo de investigación recolectó e identificó larvas de escarabajos de Carolina del Norte. Campus de la Universidad Estatal en 2019. Filmaron a las larvas saltando con una cámara de alta velocidad para capturar sus movimientos. También evaluaron la masa muscular de los escarabajos en desarrollo mediante escaneos microCT e imágenes SEM para investigar más a fondo el mecanismo detrás de los insectos nerviosos. Los autores informan que las larvas del escarabajo Laemophloeus biguttatus  pueden saltar más lejos que la longitud de su cuerpo tanto horizontal como verticalmente.

Las larvas se lanzan al aire agarrando el suelo con las patas mientras arqueando sus cuerpos, luego rápidamente enroscándose hacia adentro después de soltar su agarre en el suelo. Los investigadores identifican este método como una activación de resorte mediada por pestillo, un mecanismo común que usan los insectos para lanzarse al aire. Sin embargo, en estas larvas de escarabajo, el pestillo no está formado por una parte del cuerpo que se agarra a otra parte del cuerpo como en otros invertebrados como los colémbolos y las langostas, sino por las patas que sujetan la tierra o el sustrato debajo del animal.

En una conversación con The Scientist, el entomólogo de la Universidad Estatal de Carolina del Norte, Matt Bertone, analiza cómo notó por primera vez estos saltos, el mecanismo detrás del comportamiento y las posibles razones por las que las larvas saltan.

El científico: ¿Cómo se inspiró [o] comenzó este artículo?

Matt Bertone: Esto fue realmente fortuito. Básicamente, había un pino muerto en pie fuera de nuestro laboratorio en el campus que tenía un buen hongo que crecía debajo de la corteza. Ese es un gran lugar para buscar insectos. . . . Básicamente, fui a mirar el árbol y recolecté todos los diferentes tipos de insectos de allí, desde escarabajos hasta insectos y ácaros, y cosas así. Los traje al laboratorio y mientras preparaba y ponía estas larvas en pedazos de corteza para tomar fotos, noté que caminaban un poco y luego saltaban. Yo estaba como, Eso es realmente extraño. Nunca había oído hablar de eso antes, busqué un poco y no pude encontrar nada al respecto.

Estuve en un seminario con el Dr. Adrian Smith, que está en el Museo de Ciencias Naturales de Carolina del Norte, y hace muchas cosas. de filmación y videografía de alta velocidad realmente geniales. Hemos estado hablando de proyectos en los que trabajar, y yo estaba como, Oh, hey, acabo de encontrar esta pequeña larva que parece que está saltando. Vamos a grabarlo. Una vez que obtuvimos las grabaciones de alta velocidad. . . Se lo envié a algunos colegas que son expertos en escarabajos, y ninguno de ellos había oído hablar de eso o visto que sucediera.

TS: ¿Qué tiene de especial este salto? comportamiento en larvas de escarabajos?

MB: Larvas de escarabajos saltadores. . . [son] en realidad bastante poco comunes para un grupo tan grande de insectos. Hay más de 350.000 especies de escarabajos descritos en el mundo, y muy pocos de ellos saltan como larvas. . . . Cuando vimos el video en cámara lenta, pudimos ver cómo saltaba en realidad y eso era aún menos común, básicamente único entre los insectos. 

TS: ¿Puede resumir los pasos de su proceso de investigación?

MB: Primero filmamos [las larvas] a 3000 fotogramas por segundo más o menos. . . y pudimos ver lo que sucedía y cómo saltaban, pero no vimos algunos aspectos minuciosos de ello. [Smith] en realidad filmó a 60.000 fotogramas por segundo y pudimos ver pasos mucho más distintos en el proceso. Una vez que hicimos eso, también observamos las larvas bajo un microscopio electrónico de barrido para ver si había alguna característica especial o anatomía que pudiera ayudarlas a saltar. . . . También revisamos la literatura. . . para ponerlos en contexto de los otros tipos de insectos que tienen larvas saltadoras. En ese contexto, estas [larvas] son muy singulares.

TS: ¿Puedes explicar cómo saltan estas larvas?

MB: Estaban haciendo esta actuación de resorte mediada por pestillo. Básicamente, se aferran a algo, acumulan energía en su cuerpo y luego sueltan el pestillo. Eso libera toda la energía. Lo que era único de esto es que estaban usando sus garras para agarrar este sustrato, el suelo, y ahí era donde se enganchaban. Hay otros insectos que tienen mecanismos de enganche y hacen esto [donde] en realidad tienen un tipo de enganche de parte del cuerpo a parte del cuerpo, en lugar de una parte del cuerpo al sustrato. Sin embargo, [estas larvas] no necesitan desarrollar dos partes del cuerpo para engancharse entre sí.

Invitamos a Joshua Gibson de la Universidad de Illinois, un especialista en estos mecanismos de enganche y en energía. . . hizo una tomografía computarizada de las larvas para observar la musculatura del interior. Básicamente, si sabemos cuánta potencia produce un músculo, y sabemos cuánto músculo [las larvas] tienen, podemos ver cuánta potencia se necesitaría para que saltaran de la forma en que lo hicieron, y su fuerza y velocidad. Aunque [el salto] no es súper poderoso ni rompe récords, fue más de lo que los músculos por sí solos podían potenciar. Eso nos llevó también a demostrar que se trata de una especie de pestillo donde está la energía almacenada que se libera.

Secuencia de lanzamiento representativa del salto L. biguttatus larvaADRIAN SMITH

TS: ¿Tiene alguna idea o especulación [sobre] por qué las larvas de escarabajo hacen esto?

MB : En primer lugar, descartamos que lo hicieran con normalidad, ya que suelen vivir bajo la corteza. Realmente no hay espacio para saltar. Otra idea fue que era una especie de artefacto de lo que hacen debajo de la corteza que podría traducirse en [un] mecanismo de salto afuera, pero lo hicieron tan fácilmente. . . . Cuando sentían la necesidad, saltaban. Tampoco reaccionaron específicamente si los tocas con algo. Se molestarán un poco, se alejarán y darán brincos. 

Nuestra mejor hipótesis basada en toda esta información es que debido a que viven en esta madera en descomposición y debajo de la corteza, estos recursos son . . . básicamente no por mucho tiempo. Se descomponen. Se desmoronan. Entonces, podemos imaginar una situación en la que la corteza se cae de un árbol y expone estas larvas, y son de color claro sobre un fondo oscuro. Son fáciles de detectar para los depredadores. Este salto en realidad cuesta menos energía que gatear. Puede ser que solo usen esto para salir rápidamente de una mala situación y encontrar aleatoriamente una mejor situación porque en realidad no pueden dirigir sus saltos. Van por todos lados. No es supersofisticado, pero es una forma eficiente de energía para moverse.

TS: ¿Hubo algún desafío durante el proceso?

MB: aunque esta especie es común principalmente en [el] este de los EE. UU., y probablemente sea una de las especies más comunes de este grupo de escarabajos, son bastante pequeños. Están en estos recursos muy efímeros, estos hongos que crecen en árboles muertos y cosas por el estilo durante un pequeño período de tiempo, y luego se entregan a otros hongos y otros organismos. Encontrar suficientes larvas para poder experimentar fue uno de los desafíos. Tuvimos mucha suerte de haber encontrado. . . un par de docenas de especímenes. Pero no viven mucho. . . . Si tuviéramos más especímenes que estuvieran sanos y se comportaran de forma natural, entonces podríamos manipular [experimentos] para ver qué los hizo saltar. Pero debido a que solo teníamos un número limitado, solo pudimos describir realmente el salto y presentarlo como un nuevo hallazgo.

TS: ¿Dónde ve el futuro de esto? investigación en curso? 

MB: Sería genial si otros investigadores que encuentran [las larvas] impulsaran los estudios más allá y buscaran otras razones por las que podrían saltar o si hay otras especies que también pueden saltar.

TS: ¿Qué quiere que los lectores se lleven de estas observaciones? 

MB: Adrian publicó un video sobre gusanos de larvas de moscas saltadoras, y en realidad encontramos varios de ellos debajo de la misma corteza que también estaban saltando. . . . Hay muchas moscas diferentes que hacen esto. Tienen un mecanismo muy conocido para hacerlo. Al final de este video que produjo Adrian, hizo un pequeño adelanto de las larvas de este escarabajo saltador. . . . Un investigador, un experto en este grupo de escarabajos de Japón, vio el video y dijo: Oh, también he visto larvas hacer eso. Era un género diferente, en la misma familia. . . . Sabemos [que] los saltos en tiempo real parecen casi idénticos, o muy similares, aunque [estas dos especies de escarabajos] no están muy relacionadas.

Todo esto nos lleva a pensar que [las larvas saltar puede estar] más extendido dentro de este grupo de escarabajos o incluso parientes cercanos. lo que hacen.

Nota del editor: esta entrevista ha sido editada por motivos de brevedad.