Perdiendo la cabeza por las hembras…

En esta ocasión aprovechamos una viñeta que ha elaborado la bióloga Ledicia Prieto durante su formación en la “escuela de ilustración científica” que tenemos en Divulgare, para hablaros de algunos organismos que … pierden la cabeza por el sexo.

Este sexo que nos hace perder la cabeza...
…Este sexo que nos hace perder la cabeza…

Aunque, en general, y, creo para nuestra desgracia como especie social, la información relacionada con ciencia es algo que cuesta mucho introducir en el bagaje cultural de nuestra sociedad, hay algunos aspectos de la ciencia que, con frecuencia, son más fáciles de transmitir. En este contexto, el sexo, ese mecanismo de reproducción que permite a las especies que lo practican, eliminar de su genoma errores perjudiciales y fijar caracteres positivos, ha contribuido a la difusión de muchos aspectos relacionados, sobretodo, con la historia natural de las especies. Si además combinamos sexo con canibalismo… ya tenemos todos los ingredientes para producir un “trending topic“…
Seguro que habéis oído hablar de una historia de canibalismo que se produce durante la cópula, o después de ella, entre sexos de algunas especies de insectos como las mantis o algunas arañas.
Es el caso de la Mantis religiosa, estos insectos solitarios -excepto durante el período en que se reproducen- son excelentes cazadores. Los que trabajamos estudiando el proceso de polinización por insectos y cualquier aficionado a la observación de la naturaleza, hemos tenido ocasión de “disfrutar” de la destreza como cazadores de estos insectos. Cazan al acecho, manteniéndose inmóviles a la espera de que llegue una presa, con las patas delanteras juntas y preparadas para lanzar su ataque con una velocidad y eficiencia difícil de igualar y de evitar para sus presas, que a veces son atrapadas incluso en pleno vuelo. Y cazan prácticamente de todo. Incluso otros individuos de su misma especie… Durante el apareamiento, la hembra, de tamaño considerablemente mayor que el macho (lo que se conoce como dimorfismo sexual), segrega unas feromonas con las que atrae al macho con el que se apareará. La parte dramática de la historia es que muchas veces durante la cópula, o justo después, la hembra, mucho más fuerte que el macho, retiene a éste con sus patas delanteras y comienza a devorarlo aún vivo.

En el apareamiento, en primer lugar el macho rodea a la hembra hasta saltar a su dorso y poner en contacto sus antenas con las de la hembra. A continuación, pone en contacto sus estructuras genitales con las de la hembra y deposita el espermatóforo en el interior de la hembra.
Las hembras, a veces, una vez que el macho ya ha depositado el espermatóforo que fecundará sus óvulos, aprovechándose de su mayor tamaño y fortaleza, comienzan a devorar al macho. No está claro si este comportamiento responde a algún mecanismo evolutivo que otorgue ventajas en el proceso de selección natural de la especie. En cualquier caso, este aporte de alimento para la hembra supone un suplemento nutritivo estupendo para el desarrollo de su progenie.
Las hembras, ponen sus huevos en unas estructuras espumosas denominadas ootecas que podéis ver adheridas a ramas de diferentes especies de plantas, pero también podréis ver en las paredes, ventanas o muros en el exterior de vuestras casas si vivís en una zona rural. La espuma se endurece pronto y protege los huevos hasta que eclosionan. Pero de los 200-300 huevos que hay en cada ooteca, solo llegan a adulto unos pocos debido a que el hábito caníbal ya aparece en la etapa juvenil: los primeros juveniles que aparecen tienden a comerse a sus hermanos.
Cómo podéis ver, incluso en un pequeño espacio del entorno que nos rodea, podemos observar verdaderas historias de sexo, con amor o sin el, competencia y supervivencia. Quizás no es necesario que paséis tanto tiempo delante de una pantalla e indaguéis en estas historias de la vida por vuestra cuenta. Es más fácil de lo que parece, y … nos pueden ayudar a la hora de enfrentar esa carrera frenética por la supervivencia (física o mental) hacia la que hemos dirigido nuestra existencia.

¿Por qué existe el robo?

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Acabamos de publicar un nuevo trabajo sobre robo de néctar, una interacción entre flores y visitantes florales en la que algunos animales, al no poder acceder al néctar por la apertura natural del tubo floral, realizan una perforación en la flor, cercana al lugar donde se acumula el preciado recurso líquido, y lo acceden desde esa posición. En la mayoría de los casos este robo implica que el ladrón no toca las estructuras sexuales (anteras y estigmas) y por lo tanto no realiza polinización, con el consiguiente problema para la flor, que ve mermada su reserva de recompensa para atraer a otros polinizadores más eficientes.
Pues este tipo de interacción biológica, el robo de néctar, a pesar de su alta incidencia en la naturaleza, habitualmente ha sido ignorada en la literatura científica.
En este nuevo estudio, hemos examinado la incidencia del robo de néctar en diferentes ecosistemas del planeta, pudiendo observar que este fenómeno se produce tanto en ambientes tropicales como templados, aunque los actores no son similares. En los ecosistemas templados, el robo de néctar habitualmente es cosa de algunos abejorros, del género Bombus (ver vídeo) que tienen probóscides cortas, y abejas carpinteras del género Xylocopa. En los trópicos, sin embargo, además de estos abejorros, hay también algunos colibríes de picos cortos y, sobre todo, un grupo de aves de la familia Thraupidae de los géneros Diglossa y Diglossopis que se distribuyen por las zonas altas del centro y sur de América. Estas aves, conocidas como pinchaflores o mieleros, se alimentan principalmente del néctar de las flores y acceden a este recurso realizando una perforación en la corola, una vez más, cerca del área donde se acumula el néctar. Para ello disponen de un pico adaptado para perforar la base de las corolas de las flores (ver imagen en la Lamina inferior).
En las comunidades de plantas sin mieleros vimos que existía un patrón recurrente: una especie de planta acumula enormes porcentajes de flores robadas, mientras que el resto de las especies tenían valores intermedios o directamente no eran robadas. Estas comunidades de plantas se caracterizan por tener ladrones de néctar con un comportamiento oportunista: a veces roban, pero lo hacen sobre todo en las plantas que ofrecen grandes recompensas y presentan un acceso al néctar “complicado”. En los Andes, por el contrario, donde las plantas co-existen con estas aves especializadas en el robo de néctar, el patrón es diferente. La mayoría de plantas con flores tubulares son robadas por los mieleros, aunque los porcentajes de flores robadas son intermedios (hay que tener en cuenta que los mieleros comparten recurso con una infinidad de polinizadores legítimos como los colibríes, abejas, moscas o mariposas, solo por nombrar a los más frecuentes.
A partir del estudio morfológico de las flores que son robadas y las que no, hemos llegado a la conclusión de que aquellas plantas que producen flores alargadas, ofrecen abundante néctar y presentan alta densidad espacial, son más propensas a ser robadas por insectos y aves.
Flores altamente agregadas dentro de las plantas y la presencia de estructuras que protegen la base del tubo floral de la perforación por los ladrones, están asociados a valores reducidos de robo de néctar.
Todavía queda mucho por estudiar en este tipo de interacción biológica entre plantas y animales pero … ahora ya sabemos un poco más: no acumules mucho, ni dificultes el acceso a quien quiera interactuar contigo. Si lo haces… te robarán!

El robo de néctar es un fenómeno común en la naturaleza en aquellas flores que ocultan el néctar en el fondo de largos tubos florales. En los ecosistemas mediterráneos las flores de la madreselva Lonicera etrusca son robadas por coleópteros y especialmente por abejorros como Bombus terrestris (a). Otras especies de plantas nectaríferas, como Vicia dasycarpa, son robadas en menor medida por otras abejas como Xylocopa violacea (b). En las comunidades Alpinas, la hierba Anthyllis vulneraria es robada frecuentemente por Bombus terrestris (c). En las Antillas el árbol Tecoma stans (d) presenta incisiones realizadas por Xylocopa cubaecola (flecha negra en la base del tubo) y perforaciones realizadas por el colibrí Chlorostilbon ricordii (flecha azul). Por el contrario, la especie endémica Rhytidophyllum wrightianum no es robada por nadie (e). En los Andes, plantas como Thibaudia grandiflora presentaron elevados porcentajes de flores robadas (f). Las aves del género Diglossa tienen un pico con una morfología particular que les permite perforar fácilmente los tubos de las corolas largas. Con ese pico pueden agarrar la flor con su maxilar superior con forma de gancho, mientras que con la afilada mandíbula inferior realizan la perforación. En la imagen se puede ver a Diglossa humeralis robando en una flor de Passiflora mixta. Lamina tomada de Rojas-Nossa et al. 2016

Orquídeas del Caribe: un tesoro científico por explorar

Es bien conocido que los trópicos albergan la mayor riqueza de especies del planeta. Pero dentro de esta riqueza, las islas tropicales son las regiones que poseen la mayor exclusividad. Las islas tropicales albergan especies que surgieron en condiciones únicas, con adaptaciones a la vida en ecosistemas frágiles, y que no se encuentran en ningún otro lugar del mundo. Por eso, cuando estas especies endémicas se extinguen, no sólo desaparece un legado biológico único. También se pierden las pistas que esconden su historia evolutiva; pistas que, de conocerse, podrían ayudar a investigadores, biólogos de la conservación, y a la sociedad en general, a conservar la biodiversidad en las circunstancias actuales de cambio global. Pero, además, el aislamiento histórico al que se encuentran sometidas muchas islas nos permite estudiar estos procesos evolutivos como si estuviéramos en un laboratorio, sin interferencias externas.

Esa es la razón de que, desde hace ya más de una década, en el Laboratorio de Ecología y Evolución de Plantas de la Facultad de Biología de la Universidad de Vigo decidiéramos trabajar con distintos sistemas de estudio en las Antillas mayores (Puerto Rico, La Española, Cuba y Jamaica). En este momento estamos involucrados en estudiar un grupo de orquídeas que se ha originado en estas Islas, aisladas del resto de orquídeas continentales. Lo hacemos gracias a la financiación que nos ha concedido el Ministerio de Economía y Competitividad dentro del marco del Programa Estatal de Fomento de la Investigación Científica y Técnica de Excelencia para realizar el estudio que hemos titulado “Paisaje adaptativo macroevolutivo y conservación de nicho en la Alianza Broughtonia (Orchidaceae)”. Con este proyecto de investigación queremos entender cómo se han originado, o han evolucionado, las características singulares de estas preciosas plantas en estos ambientes frágiles y con recursos limitados en las que se desarrollan. Además, su estudio también nos permitirá profundizar en el conocimiento de cómo la evolución de estas adaptaciones influye en la formación de nuevas especies.

Las orquídeas de la Alianza Broughtonia son un sistema ideal para este proyecto. La alianza es uno de los pocos grupos de plantas con flores que ha evolucionado completamente en el Caribe.

Algunas orquídeas de la Alianza Broughtonia que estamos estudiando. En esta imagen se puede apreciar la diversidad de formas y colores que presentan este grupo de orquídeas filogenéticamente emparentadas.
Aspecto de las flores de algunas orquídeas de la Alianza Broughtonia que estamos estudiando. En esta imagen se puede apreciar la diversidad de formas y colores que presentan este grupo de orquídeas filogenéticamente emparentadas.

A pesar de su relativamente baja riqueza de especies en comparación con otros grupos de orquídeas (40 especies, distribuidas en los géneros Quisqueya, Tetramicra, Broughtonia y Psychilis, la alianza tiene una diversidad ecológica extraordinaria, comparable a la que se observa en algunos géneros continentales de distribución amplia y que integran muchas más especies. Por eso es un excelente sistema de estudio. Incluye especies que crecen sobre otras plantas, sobre rocas e incluso exclusivamente terrestres. Pero también se caracterizan por habitar en semidesiertos o humedales en tierras bajas hasta bosques nublados de alta montaña, por encima de 2000 m.s.n.m. Las flores de algunas de estas orquídeas ofrecen néctar como recompensa a sus polinizadores, pero la mayoría de las especies no ofrecen recompensa y explotan la estrategia de polinización por engaño. En este sistema, las orquídeas “juegan a engañar” a determinadas especies de polinizadores pues, aunque no producen recompensas, consiguen atraer a abejas y avispas engañadas. Al imitar fielmente a otras especies de plantas que si ofrecen jugosas recompensas en forma de polen, néctar o aceites, confunden a estos polinizadores, consiguiendo su visita. Es lo que se conoce como “polinización por engaño”. La diversidad en morfología y color de las flores, así como en la producción o no de recompensa para los visitantes florales, se corresponde con la diversidad de polinizadores que presenta el grupo. Este grupo de orquídeas es visitado por abejas pequeñas (de los géneros Lasioglossum, Ceratina), medianas (Euglossa, Centris, Melissodes) y grandes (Xylocopa), avispas (Capsomeris, Polistes), e incluso colibríes (Trochilus, Chlorostilbon, Mellisuga), entre otros.
En las campañas de trabajo que realizamos en estas Islas del Caribe, nos dedicamos a buscar estas orquídeas –algunas son muy raras y difíciles de encontrar–, estudiamos su características más peculiares y tratamos de descifrar las razones que han promovido esos cambios o adaptaciones.

En este vídeo os mostramos una parte de la rutina de trabajo durante uno de los viajes al este de La Española, en República Dominicana. Con esto, solo pretendemos hacer partícipes a todos los contribuyentes, y a la sociedad en general, de los protocolos de trabajo que utilizamos y, por supuesto, de la belleza de los ecosistemas en que desarrollamos dicho trabajo (“nuestras oficinas”). A medida que vayamos procesando datos y obteniendo resultados, prepararemos más material para poneros al corriente de todo lo que vayamos descubriendo.