20 octubre 2008

Coevolución entre polillas y murciélagos. Datos clásicos y novedosos.

La mayoría de la gente cuando lee la palabra lepidóptero, o bien simplemente no sabe lo que es, o piensa que se trata de algún bicho (así, en términos generales, lo cual tampoco está tan mal), o, bendito sea el cielo, piensa en una mariposa. Pero aún en este último caso nuestro héroe no estará del todo en lo correcto porque cerca del 95% de los lepidóperos no son mariposas sino polillas (más bien, de hecho, se piensa que las mariposas podrían haber descendido de las polillas, aunque no está claro todavía).
Las polillas, además de ser esos bichos que no nos dejan en paz en las noches estivales nos dicen muchas cosas sobre la evolución. No me voy a detener en el ejemplo clásico de Biston betularia, que ha sido comentado hasta la saciedad. Sin embargo, lo voy a hacer en la “carrera de armamentos” entre polillas y murciélagos, que se conoce desde hace bastantes años, pero a la que continuamente se aportan datos.

Comencemos desde el principio definiendo el término coevolución que es un fenómeno de adaptación mutua entre dos o más especies y que viene dada por la relación entre ellas, en el caso que nos ocupa se trata de la relación depredador (murciélago)-presa (polilla). En nuestro caso las adaptaciones que estarían condicionadas serían el empleo de las vocalizaciones o llamadas ultrasónicas por parte de los murciélagos para detectar a las polillas y, por otro lado, el empleo de las llamadas de los murciélagos por parte de las polillas para detectar a los primeros mediante ciertas células receptoras auditivas. Y de hecho, en este caso se puede hablar de coevolución difusa debido a que hay muchas especies diferentes implicadas, tanto de polillas, como de murciélagos, lo que hace más complejo el proceso pero, al mismo tiempo, lo hace también más interesante.

Los murciélagos, como es sabido desde hace mucho tiempo (esta es una buena revisión sobre los procesos neurales, para el que le interese) emiten vocalizaciones ultrasónicas para guiarse durante el vuelo (las llamamos ultrasónicas porque están por encima de las frecuencias que normalmente oye un humano, que están entre los 20 y 20000 Hz). Los murciélagos son capaces de reconocer a las polillas a través de múltiples ecos que reciben de sus propias vocalizaciones y de un característico sonido que hacen las polillas al volar.

Pero al mismo tiempo las polillas han desarrollado defensas frente a esta poderosa arma de los murciélagos. Y aquí entramos en materia. La mayoría de las polillas no detectan las llamadas de los murciélagos y lo que hacen para defenderse de ellos es limitar sus tiempos de vuelo y cuando lo hacen, volar cerca del suelo o de otros objetos, para dificultar su detección a los murciélagos. Pero lo interesante es que hay hasta 14 especies de polillas que son capaces de detectar las llamadas de los murciélagos gracias a dos “oídos”, que presentan a ambos lados del tórax. Estos oídos están formados por entre 1 y4 células receptoras unidas a una membrana que cumple las funciones de tímpano. Esas células envían la información acústica a un ganglio central donde se compara la que llega de uno y otro oído, lo que permite a la polilla no sólo detectar la presencia del murciélago sino además su posición. Este ganglio nervioso central está conectado a su vez con los centros motores, para efectuar una respuesta motora evasiva adecuada en relación a la posición del murciélago. De hecho, las reacciones a la presencia del murciélago pueden ser cambiar el sentido del vuelo de forma que resulte impredecible para el murciélago o, si este está muy cerca, dejarse caer cerrando las alas (efecto que puede conseguirse con paciencia y con ayuda de nuestro dedo y de una copa humedecida en el borde).
Esta capacidad para detectar a los murciélagos permite a estas polillas con oídos volar durante más tiempo y de hecho se ha visto que existe una correlación positiva entre la sensibilidad a latas frecuencias de sonido y el tiempo de vuelo en las polillas (cuanto mayor es su sensibilidad tanto más tiempo permanecen volando).


Pero aquí no termina la historia. La Polilla Tigre de Norteamérica (Cycnia tenera) no sólo es capaz de oír a los murciélagos sino que es, al mismo tiempo, capaz de producir los mismos sonidos que hacen algunos murciélagos cuando tratan de cazarlas. Antiguamente se creía que de ese modo eran capaces de interferir en el sistema de ecolocalización de los murciélagos. Pero aunque existían algunos datos a favor de esa visión, hoy se piensa que esas señales acústicas son aposemáticas, es decir, sirven de señales de aviso a sus depredadores, como ocurre con los colores vivos en otros insectos, en anfibios o en algunas aves. De hecho, estas polillas pueden presentar venenos o ser desagradables al gusto debido a sustancias químicas adquiridas de las plantas que suelen visitar. Algunas especies de polillas incluso producen sus propias defensas que, además, con el tiempo, no sólo tienen esa función protectora sino que también se ha visto que pueden tener un papel importante en la selección de pareja.

Una de las razones por las que se piensa que los órganos acústicos de las polillas son una adaptación frente a los murciélagos es porque la mayoría de las especies de polillas que los presentan no son capaces de emitir sonidos por ellas mismas, de modo que esos órganos no parecen tener una función de comunicación. Otra de las razones radica en el hecho de que las frecuencias a las que son sensibles las polillas varían en función de la región en la que nos encontremos y, por tanto, de la presión selectiva a la que estén sometidas. Así., las polillas africanas son sensibles a un rango de frecuencias más amplio (5-110kHz) que las norteamericanas de la misma familia (20-60kHz) ya que están expuestas a una mayor variedad de murciélagos. E incluso algunas polillas africanas tienen sensibilidades por debajo de los 20kHz En las islas de la Polinesia francesa , libres de murciélagos, los oídos de las polillas endémicas muestran degeneración auditiva siendo menos sensibles a las altas frecuencias (>30kHz) que las especies recién llegadas, pero sin embargo mantienen las sensibilidad a bajas frecuencias (<20khz).rhinolophidae>Hipposideridae tienen dietas con una gran cantidad de polillas y son los que emiten llamadas a más altas frecuencias. Por tanto la alotonicidad será dependiente de la región y las polillas africanas pueden ser lo suficientemente buenas como para escapar de los ataques de los rhinophilidos. La mayoría de los murciélagos determinan la distancia a su objetivo separando en el tiempo la llamada y el sonido que llega de vuelta, pero estos murciélagos detectan leves diferencias entre las frecuencias de las llamadas emitidas y los ecos que recibe, lo que les permite enviar llamadas durante más del 50% del tiempo, de modo que no tienen los problemas de enmascaramiento de sonidos en ambientes con mucha vegetación. Normalmente las respuestas nerviosas de las polillas se han hecho con grabaciones de Eptesicus fuscus, que es americano y que sólo emite llamadas un 10% del tiempo. Generalmente hay una correlación entre la frecuencia de emisión de los murciélagos y la proporción de polillas en sus dietas, pero no siempre. Por ejemplo en algunos casos se ha visto una mayor proporción en murciélagos que cazan en zonas densas (vendrían ayudados por una mayor maniobrabilidad en el vuelo y también influirían otros parámetros como la disponibilidad de presas o el tipo de hábitat).
Y, por último, hace poco se ha visto que pueden darse “exaptaciones” de modo que los oídos que inicialmente servían para detectar a los murciélagos ahora sirven contra la depredación por parte de los pájaros. De hecho Helicoverpa armigera (polilla diurna) muestra acciones de escape frente a ataques de pájaros. Esta polilla habría sufrido presión selectiva por parte de las aves que habría conducido a una reducción en su sensibilidad auditiva hacia frecuencias con un límite inferior en torno a 5-10kHz, frecuencias a las que los murciélagos no emiten llamadas en la vegetación pero que sí permiten detectar a un pájaro que se posa en un arbusto cercano, por ejemplo. Sin embargo, Desmeocraera griseiviridis, evaluada en ese mismo trabajo, no mostró esas respuestas ya que es nocturna y por tanto no está sometida a ese tipo de presión selectiva.
Bibliografía.

6 comentarios:

Miski dijo...

Interesante entrada sobre el tema; también es interesante cómo a partir de diferentes orígenes se "crean" órganos con función similar...me refiero al oído de la polilla.
un saludo.

Carlos Lobato dijo...

Muy buena la entrada, compañero.
Gracias por la cita y por el enlace. ;)

Héctor dijo...

Hombre Carlos, tú tb por aquí :)
Muy interesante el artículo Brainy. Y una vez más, una prueba a favor de la evolución.

Un saludo

Darío dijo...

Muy interesante (aunque en la franja auditiva humana ponga que recibimos a 20000kHz, pero es un error perdonable XD)Ahora, a mí me interesaría saber, si tienes alguna idea, de si en esta coevolución han surgido modificaciones morfológicas en las polillas para evitar ser depredadas. Me explico, algún tipo de mimetismo o estructuras que sirvan a las polillas para parecer otra cosa frente al murciélago. Un saludo!

Pedro Garrido dijo...

Fallo corregido (no era tan perdonable, que son mil veces más).

Algunas polillas muestran dos grandes manchas en forma de círculos en sus alas, lo que parecen ser dos ojos. Eso, en general les protege de los pájaros, que pueden creer que se están enfrentando a un animal más grande. Contra la gran mayoría de los murciélagos los mimetismos no vales porque ellos no ven, por eso las polillas se tienen que valer de estrategias más complejas que implican, o bien emitir sonidos que despisten a los murciélagos, o bien presentar órganos que les permitan anticiparse a sus movimientos o en última instancia lanzarse como kamikazes al suelo y rezar para que el murciélago no las pille.

Un saludo.

Linaleja dijo...

Muy interesante...tengo una pregunta un poco desviada del tema aquí tratado. Estas polillas que mencionas son importantes para el ecosistema porque cumplen funciones de polinización, pero las polillas de ropa como la tineola besilliella, ¿qué función importante cumplen?