Relación de los insectos con otros organismos M.Sc. José Eladio Monge Pérez Universidad de Costa Rica Insectos y plantas vasculares • 50 % especies insectos son fitófagos • Fitofagia: coevolución • Polinizadores: evolución de medios de atracción para los insectos (pétalos coloridos, olores, contornos “quebrados”, nectarios). • Néctar: azúcares, aminoácidos, proteínas y lípidos. Polinizadores • Los polinizadores más comunes son los adultos de los órdenes de Endopterygota: Coleoptera, Lepidoptera, Diptera e Hymenoptera. • En general, las características de las flores se relacionan directamente con las características de los polinizadores apropiados. Polinizadores • El néctar generalmente está situado profundamente dentro del tubo floral para evitar que visitantes ocasionales lo alcancen. • Los insectos polinizadores frecuentemente desarrollan elongaciones del aparato bucal formando un tubo de succión (proboscis). Adaptaciones para la polinización • Abejas: pelos plumosos, estructuras en las patas traseras para cargar el polen: escopa (cepillo de pelos) y corbícula (canasta para el polen). • Son atraídas por pétalos de colores azul, morado y amarillo. El rojo es invisible para las abejas. • Las abejas ven el patrón que refleja la luz ultravioleta, que es invisible al ojo humano. Adaptaciones para la polinización • Flores polinizadas por Diptera: poco profundas, color blanco u opaco, olor rancio, néctar expuesto. • Flores polinizadas por Lepidoptera: abren durante el día, olores dulces, flores erectas y con una superficie horizontal para el aterrizaje. El rojo es visible para las mariposas. Adaptaciones para la polinización • Flores polinizadas por polillas (mariposas nocturnas): abren al atardecer o en la noche, olor dulce y fuerte, colores blancos o pálidos muy visibles. • Orquídeas e Hymenoptera: pseudocopulación (flor semejante a la forma de la hembra, y un olor que atrae al macho, o una sustancia química similar a la feromona de la hembra). • Higos y Agaonidae. Insectos fitófagos • Tipos de fitófagos: 1. Comedores externos (cuerpo fuera de la planta): 1.1. Comedores expuestos: pueden estar visibles a depredadores y parasitoides. Generalmente tienen patrones y colores que los protegen de ser comidos por vertebrados. Insectos fitófagos • La manera de comer es característica de cada especie: • a) A lo largo del borde de la hoja • b) Dejando huecos en la hoja • c) Raspando la superficie de la hoja • d) Comiendo las capas internas de la hoja • e) Dejando espacios de aire “plateados” dentro de la hoja (ej., trips). Insectos fitófagos • 1.2. Enrolladores de hojas, lo cual les da protección. • 2. Comedores internos (cuerpo está físicamente dentro de la planta): sólo larvas de Endopterygota. Insectos fitófagos • Los comedores internos pueden ser: • a. Minadores (en las hojas) • b. Taladradores (en tejidos diferentes a las hojas) • c. Agallas: crecimiento anormal del tejido de la planta, causado por secreciones de insectos y ácaros. Clasificación de los insectos fitófagos • 1. Polífagos: comen muchas especies de plantas (ej., Orthoptera). • 2. Oligófagos: comen pocas especies de plantas, generalmente de la misma familia) • 3. Monófagos: una o más especies del mismo género (ej., minadores, taladradores y agallas). Resistencia de las plantas al ataque de insectos • Producto de la coevolución. • Tres tipos básicos: • 1. Antixenosis: no preferencia. • 2. Antibiosis: propiedades químicas o físicas que afectan la biología del insecto (ej., toxinas, repelentes). • 3. Tolerancia: la planta sobrevive bien al ataque de los insectos. Insectos entomófagos • Depredadores: matan y consumen más de una presa para alcanzar la madurez. • Parasitoides: requieren sólo un hospedero para alcanzar la madurez, pero al final matan al hospedero. • Parásito verdadero: comen sobre uno o más hospederos, pero normalmente no mata al hospedero. Depredadores • Es más grande que su presa. • Estrategias: • 1. Búsqueda al azar • 2. Cacería. • 3. “Sentarse y esperar”. • 4. Trampas. Parasitoides • Sólo larvas de insectos holometábolos, especialmente Diptera e Hymenoptera. • El hospedero es más grande que el parasitoide. • Generalmente tienen hospederos específicos (una o varias especies relacionadas). • La víctima normalmente es buscada y seleccionada por la hembra adulta y activa durante el día (actividad diurna). Parasitoides • Una baja densidad de la población del hospedero puede sostener una población de parasitoides. • Tipos de parasitoides: • 1. Ectoparasitoides: comen externamente. • 2. Endoparasitoides: comen internamente. Parasitoides • Parasitoidismo solitario: una larva por hospedero. • Parasitoidismo gregario: varias larvas por hospedero. • Hiperparasitoidismo: parasitoides que atacan a otros parasitoides. Parasitoides • Parasitoidismo múltiple: dos o más especies de parasitoides atacan a un hospedero individual. • Superparasitoidismo: cuando un hospedero es atacado por más larvas de la misma especie de las que pueden alcanzar la madurez en ese hospedero. Insectos y vertebrados • Ectoparásitos que se arrastran: pulgas, piojos, chinches (Hemiptera, suborden Heteroptera). • Ectoparásitos que vuelan: moscas picadoras, mosquitos, moscas chupasangre. • Dípteros que producen miasis: tórsalos y otros. Evolución de la depredación por vertebrados insectívoros • 1. Insectos palatables: mimetismo Batesiano (parecerse a una especie no palatable), comportamiento y/o coloración críptica (camuflaje), manchas en forma de ojo, melanismo industrial. • 2. Insectos no palatables: secreciones venenosas o nauseabundas, olores repulsivos, superficies espinosas, y ser fácilmente reconocibles. • Usualmente tienen color y comportamiento aposemático (patrones simples y remarcados de colores contrastantes, como negro y rojo, anaranjado o amarillo). Mimetismo • Tipos: • 1. Mulleriano: dos o más especies aposemáticas y no palatables. • 2. Batesiano: una o más especies no palatables que sirven como modelo, y una o más especies palatables que imitan el modelo de coloración y comportamiento. Insectos y microorganismos • Alimento de insectos (ej.: hormigas y termitas, y hongos; muchos insectos comen protozoos). • Simbiosis entre ellos (ej.: termitas y bacterias y protozoos simbiontes que digieren la celulosa). • Patógenos de insectos (virus, bacterias, protozoos, hongos, nemátodos). Insectos como vectores de microorganismos • Virus: transmitidos principalmente por Hemiptera: áfidos, cigarritas, mosca blanca y cochinilla harinosa. Pueden ser no persistentes, circulativos, o propagativos. Insectos chupadores de sangre son importantes vectores de patógenos en animales (mosquitos, piojos, moscas, chinches Reduviidae). • Ej: virus del mosaico de la sandía por áfidos, o fiebre amarilla por Aedes aegypti. • Bacterias. Ej.: tifus por piojos, fiebre bubónica por pulgas, Erwinia amylovora por varios tipos de insectos. • Protozoos. Ej.: Plasmodium spp. (malaria) por mosquito Anopheles sp., Enfermedad del sueño africano por mosca Tse-tse, Mal de Chagas por chinches Reduviidae, Leishmaniasis (papalomoyo) por Phlebotomus sp. • Nemátodos. Ej.: Filiariasis (elefantiasis) por mosquitos Culex sp., anillo rojo de la palma aceitera por un Curculionidae. • Hongos. Ej.: Ceratocystis sp. y Ophiostoma sp. por escarabajos Scolytidae. Relaciones sociales entre insectos • 1. Solitarios (mayoría de especies de insectos). • 2. Subsociales: los adultos protegen y/o alimentan a sus crías por un tiempo, pero antes de que se conviertan en adultos. Ej.: tijerillas, cucarachas, arañas. • 3. Parasociales: hay interacción de adultos de la misma generación. Ej.: comportamiento comunal de hembras de avispas o abejas, que comparten un mismo nido, pero cada una cuida sus huevos. • 4. Eusociales: • Los miembros cooperan en el cuido de las crías. • Al menos dos generaciones de adultos coexisten en la misma colonia (adultos jóvenes ayudan a sus padres en el trabajo de la colonia). • La labor de reproducción se divide entre individuos reproductivos (reinas y machos o reyes), y trabajadores no reproductivos. • Ejs: termitas, hormigas, abejas, algunas avispas. • Las feromonas tienen un papel principal en la interacción entre individuos de la colonia. Diversidad y adaptación de insectos en hábitats específicos • 1. Suelo y hojarasca: ojos compuestos bien desarrollados, normalmente actividad nocturna, resistentes a la desecación, espiráculos con mecanismo de cierre, cuerpo pigmentado con algún patrón. • 2. Subterráneos: reducción de alas, patas anteriores excavadoras (ej., Gryllotalpidae), ojos compuestos reducidos o ausentes, órganos táctiles muy desarrollados, cuerpo con pigmentación pálida sin patrones coloreados, baja resistencia a la desecación, en algunos la respiración es cutánea. • 3. Cavernícolas o troglobitas: reducción de ojos, reducción de pigmentación, tamaño grande, antenas grandes, baja resistencia a la desecación. • 4. Desierto: epicutícula cerosa, espiráculos con mecanismo de cierre, producción de ácido úrico por el sistema excretor. • 5. Altas altitudes (insectos hipsobiontes): pigmentación oscura (absorbe el calor y protege contra los rayos ultravioleta), tamaño pequeño, reducción o pérdida de alas, mayor densidad de pelos en el cuerpo. • 6. Acuático: epicutícula cerosa, producen orina más diluida que la hemolinfa (para preservar las sales), a través de la cutícula se pueden absorber iones del agua. • 7. Carroñeros: varios tipos: • 7.1. Omnívoros: comen plantas o animales, vivos o muertos. • 7.2. Saprófagos: organismos muertos: xilófagos (madera), fitosaprófagos, coprófagos (heces), necrófagos (animales muertos). • 7.3. Detritívoros: partículas de materia vegetal o animal más la microbiota asociada (hongos, bacterias, protozoos, pequeños invertebrados). • 7.4. Microfíticos: comen pequeños organismos vivos: bacterias, levaduras, hongos, algas, diatomeas, líquenes, espóras, polen, protozoos, pequeños invertebrados y sus huevos. • 7.5. Fungívoros: comen hongos. • Muchas gracias!