Otra metamorfosis

La inmensa mayoría de los insectos, a excepción de los tisanuros o pececillos de plata, presentan un proceso de desarrollo desde la eclosión del huevo hasta el estadio adulto que se denomina metamorfosis. Esta metamorfosis es completa u holometábola en diferentes órdenes que incluyen Coleoptera (escarabajos), Diptera (moscas y mosquitos), Hymenoptera (abejas y hormigas) y Lepidoptera (mariposas). Hemos publicado algunos ciclos biológicos de este tipo de metamorfosis por el cual las fases son: huevo; pupa; larva y adulto o imago. Uno de los ejemplos más didácticos y utilizados en los colegios es el ciclo vital del gusano de seda (Bombyx mori), aunque no menos fascinante es el de la mariquita de siete puntos (Coccinella septempunctata).
Sin embargo, otros órdenes de insectos prefieren llevar a cabo una metamorfosis incompleta o hemimetábola en el cual el desarrollo hacia la fase de adulto se va realizando progresivamente en la fase intermedia entre huevo e imago: la fase de ninfa. En este tipo de metamorfosis no se da la fase de pupa. La fase de ninfa conlleva varios estadios por los cuales el juvenil muda su exoesqueleto por medio de un proceso que se denomina ecdisis. Entre otros órdenes, este tipo de metamorfosis es característico de Hemiptera, las típicas chinches.

El ejemplar de la foto, que parece una miniatura de una máscara africana, es evidentemente un tipo de ninfa de chinche. Solemos poder identificar a las especies de insectos por su fase adulta en la que son aplicables las claves de identificación, pero para hacerlo en las formas juveniles es necesario gran experiencia y conocimiento.

Acomodada en una planta de hinojo de la cual se estuvo alimentando, en un par de días se había despojado de esa "máscara africana".

Debido a sus continuos trasiegos por el hinojo y la dificultad para detectarla de un momento para otro, decidimos aislarla para monitorizar que especie de chinche resultaba al final del proceso.

A esas alturas, la ninfa empezaba a despejar dudas sobre su aspecto final. A los pocos días se desprendió de su última muda.

Tras lo cual emergió el ejemplar adulto que esperábamos: Graphosoma italicum.

Fue liberado tras su sesión fotográfica de turno en la misma planta en la que fue recogido donde, al poco tiempo, empezó a dedicarse a lo que se dedican este tipo de chinches y que dió origen a una entrada que titulábamos chinches promiscuas. Una pequeña aclaración: en aquella entrada mencionábamos a Graphosoma lineatum, para algunos una especie diferente, pero casi tan indistinguibles que se consideran subespecies dependiendo de la distribución geográfica.

La vida es ansí

Esta entrada es continuación de la entrada anterior:

Alien: el octavo pasajero

Habíamos dejado a nuestras pupas de la mariposa Papilio machaon infestadas por larvas de otro insecto parásito pugnando por abandonarlas tras devorar su interior.

Las larvas del insecto parásito, al abandonar la pupa, caen al suelo donde rápidamente se entierran.

Es bajo tierra donde rápidamente se transforman en pupas, de color rojizo inicialmente, para ennegrecerse al poco tiempo.

Las pupas recogidas se encuentran a buen recaudo en placas de Petri a la espera de que surja el imago parásito responsable de este desaguisado. Como todas las pupas fueron infestadas, esta vez no tendremos ocasión de soltar a las machaones para verlas volar en libertad.

En un caso, una larva parásita no terminó de salir de la pupa huésped y empupó a medio camino.

Pero hay preguntas que aún no han sido respondidas. ¿Qué pasó con la pupa de machaon de nuestro improvisado mariposario? La respuesta, probablemente, en la próxima entrada.

Resulta duro comprobar cómo tras tantas horas de observación para describir el proceso de holometabolismo (metamorfosis completa) de la mariposa Papilio machaon, un intruso no invitado a la fiesta, lo malogra todo. Pero la vida es ansí, en referencia al libro del escritor Pío Baroja: El mundo es ansí. Y, en efecto, es ansí de dura. No todas las larvas parásitas han tenido un final feliz. Un par de ellas cayeron fuera del tiesto de la ruda y fueron pasto, rápidamente, de las hormigas, habituales oportunistas de este tipo de historias.

Esto explica el rápido interés mostrado por las larvas parásitas en enterrarse para empupar, aunque no es descabellado pensar que bajo tierra puedan acecharlas otros peligros desconocidos para nosotros. En cierto modo, esto refleja lo que se conoce como el ciclo de la vida; comer y ser comido es algo a lo que se enfrentan innumerables especies del mundo animal. Afortunadamente, para cada escalón de ese ciclo, sobreviven los suficientes ejemplares para continuar su ciclo vital y poder perpetuar la especie.

Sólo falta esperar a que salgan los imagos de las pupas parásitas instaladas en sus placas de Petri, a fin de que no puedan volar cuando terminen su metamorfosis, para tratar de identificar al malévolo intruso y poder dar respuesta a la pregunta: ¿Quién es el asesino?

Neuróptero

Los neurópteros son un orden de insectos holometábolos, esto es, con metamorfosis completa, que incluye a unas 6000 especies. Los neurópteros más típicos por la zona donde vivimos son las Chrisopas, importantes depredadores de pulgones. Los neurópteros deben su nombre al característico aspecto de sus alas (alas con nervios): dos pares de alas membranosas con numerosas nervaduras que forman un retículo.



El ejemplar de la foto, imposible de identificar para mí, pudiera ser un Myrmeleontidae, familia a la que pertenecen las célebres hormigas león, por el parecido con fotos que hemos encontrado en Internet, pero no podemos asegurarlo.

Ecdisis

El proceso por el que los insectos crecen y experimentan importantes cambios tanto estructurales como fisiológicos se denomina metamorfosis. Esta metamorfosis puede ser sencilla (Hemimetabolismo) o complicada (Holometabolismo). En la metamorfosis sencilla, simple o incompleta el individuo pasa por varias mudas hasta transformarse en el individuo adulto sin pasar por una etapa de inactividad y sin cesar de alimentarse; los estadios juveniles o inmaduros se asemejan al adulto solo que son más pequeños, carecen de alas y no son maduros sexualmente. Entre los diferentes órdenes de insectos que experimentan hemimetabolismo se encuentran Hemiptera (chinches), Orthoptera (saltamontes y grillos), Mantodea (mantis), Blattodea (cucarachas), Dermaptera (tijeretas) o Phasmatodea (insectos palo) por citar algunos ejemplos.
Cada vez que un ejemplar se libera de su exoesqueleto entero (muda o exuvia) resulta una ninfa de siguiente estadio de mayor tamaño que en el estado anterior. A este proceso se denomina ecdisis y está regulado básicamente por dos hormonas, la ecdisona y la hormona juvenil.



El proceso es sumamente complejo y se empieza a conocer íntimamente en la actualidad gracias a diferentes trabajos científicos y la identificación de las células donde se produce la ecdisona, las Inka cell.



(Zitnan, D. et al. J Exp Biol 2003;206:1275-1289)

Solo para dar una idea del interés que despierta el conocimiento del proceso de la ecdisis, mencionaremos de la existencia de la Ecdybase o base de datos de los 441 ecdysteroides descritos hasta el momento.
Durante la ecdisis se producen fenómenos complejos no solo estructurales, como hemos mencionado antes, ya que durante la metamorfosis del insecto deben irse produciendo cambios funcionales importantes para que el resultado llegue ser el ejemplar adulto, el imago. De la complejidad del proceso nos da una idea el hecho de que la ecdisis, en ocasiones, no llega a buen término y la ninfa queda atrapada en su propia exuvia, como publicábamos hace poco en referencia a nuestros Peruphasma schultei.
Ya nos sucedió con Eurycantha calcarata y con Phyllium phillipinicum (antes denominado Phyllium siccifolium), y a la penosa agonía del insecto y nuestra impotencia por no poder liberarle de su exuvia.



El proceso se ha vuelto a repetir con una de las hembras de Eurycantha calcarata. En su última ecdisis, de la que debe emerger el imago, el ejemplar quedó atrapado por su muda o exuvia.



Esta vez decidimos hacer algo. Con una hoja de bisturí y una lupa de aumento, procedimos a ir disecando la exuvia para liberarla de ella. Los restos de la muda de las patas preferimos no tocarlos ante el presumible riesgo de daño de las mismas. Tras liberar al ejemplar de su muda, este procedió a moverse como si se hubiera despertado del obligado letargo al que se había visto obligado.





Veinte días después, el ejemplar sigue vivo pero parece aquejado de una especie de paraparesia del par de patas posterior que le impide la movilización, lo que nos hace temer lo peor, independientemente de los cuidados que se le prodigan. Todo ello nos hace pensar que la ecdisis es un proceso mucho más complejo que la simple liberación de la exuvia, ya que, al menos en este caso, la liberación de la misma, aunque artificialmente, no parece haber resuelto lo que nosotros llamamos muda patológica.

Disecando el nido

El hallazgo reciente de un nido de un tipo de avispa excavadora del género Sceliphron (familia: Sphecidae) que construye nidos de barro incluso dentro de las casas, y sobre el que ya hemos publicado una entrada con anterioridad, ha despertado nuestra habitual curiosidad por saber lo que estaba sucediendo en su interior. La rotura de uno de los estuches de forma accidental había permitido que una larva saliese al exterior.





Como publicábamos entonces, se trata de un depredador de arañas a las que paraliza con su picadura para que sirvan de alimento a la larva dentro del nido. Construye nidos de barro individuales, para cada una de sus larvas, pero unidos unos a otros en lugares remotos o poco accesibles. La apertura de uno de esos estuches nos mostró su interior relleno de arañas inmovilizadas.



No hemos podido precisar cuántas arañas precisa esta avispa por nido debido a que la voraz larva, dando buena cuenta de ellas, crece en la medida en la que disminuyen el número de integrantes de la despensa, pero, en cualquier caso, son bastantes las que debe necesitar.



Como la avispa va construyendo los diferentes nidos, cazando arañas y poniendo un huevo en cada estuche, el abundante número de estos nos permite comprobar los diferentes estadios en que se encuentran las diferentes larvas durante su metamorfosis completa u holometábola. Incluso, como el ejemplar de la fotos siguiente, procediendo en plena muda larvaria.



Una vez que la larva ha devorado todas las arañas disponibles, procede a transformarse en pupa.



Como es lógico pensar, los estuches más inferiores deben encontrarse en una fase más avanzada de su metaformosis y como la avispa, para ahorrar barrillo, aprovecha la propia superficie sobre los que los construye, dos de esos estuches, íntegros, con una pupa cada uno, han sido preservados para el momento en que emerja el adulto para la identificación exacta de la especie, así como sobre el momento en que esto se produzca (probablemente Sceliphron destillatorium).



Es de suponer que invernan en este estado hasta la primavera próxima en que surjan los adultos para iniciar un nuevo ciclo vital.
Para un experto en arañas, sería fácil identificar las especies sobre las que depreda este tipo de avispa, pero no es mi caso. De las diferentes especies recuperadas del interior de los estuches, una de las más frecuentes son unas de un abdomen voluminoso de tonalidad verdosa.



Estas otras, también frecuentes en los estuches, no ofrecen ninguna duda, se trata de las pequeñas araña cebra (Salticus scenicus) en el centro de la foto.

Unas pocas moscas

Cuando era pequeño creía que las moscas pequeñitas eran formas juveniles que tenían aún que crecer y transformarse primero en moscas y luego en moscardones. Nadie me había explicado de forma correcta la metamorfosis. Tardé mucho tiempo en descubrir y salir del error; es por ello por lo que, y a raíz de detectar en mi hija menor la misma errónea interpretación que hiciera yo en mi infancia, me haya decidido a publicar este post.
Todos los insectos experimentan metamorfosis, esto es, el conjunto de transformaciones por los que el individuo pasa desde que sale del huevo (larva o ninfa) hasta convertirse en el adulto (imago). Hay dos tipos de metamorfosis:

-Metamorfosis sencilla, simple o incompleta (Hemimetabolismo), por la cual, la fase larvaria se la denomina ninfa y es muy parecida al adulto. La ninfa experimenta varias mudas hasta alcanzar la fase adulta. En este tipo de metamorfosis no existe la fase de pupa.

-Metamorfosis complicada o completa (Holometabolismo). En este tipo de metamorfosis el resultado del huevo es una larva que no se parece en nada al ejemplar adulto. Para su transformación en adulto, la larva experimenta un proceso de transformación que es la fase de pupa. Un ejemplo de este tipo de metamorfosis es la del ciclo del gusano de seda (Bombyx mori) o la de la mariquita (Coccinella septempunctata).

Chinches, Orthoptera (saltamontes), cucarachas, mantis, Dermapteras (tijeretas), fásmidos (insectos palo) son ejemplos de insectos con metamorfosis incompleta o hemimetábola. Coleópteros, Lepidópteros, Himenópteros y Dípteros, son insectos con metamorfosis completa u holometábola.

En cualquier caso, un insecto cuando llega a la fase adulta (imago), ha completado su metamorfosis y ya no crecerá más. Es decir, una mini-mosca, seguirá siendo una mini-mosca de una especie diferente a la mosca o el moscardón.

Las moscas pertenecen al orden Diptera y tienen una metamorfosis completa u holometábola con fase de larva, pupa y adulto. Pese a la habitual repugnancia que nos provocan, hay que reconocer que cumplen una misión fundamental en el reciclaje de los desechos de origen animal y vegetal, así como la de formar un primer gran escalón de la cadena trófica al ser el sustento habitual de reptiles, anfibios, arácnidos y otros insectos.



Larvas y pupas de un ejemplar del grupo Muscidae (moscas domésticas).



Larva, y en la foto inferior pupa, de otra especie de mosca doméstica distinta de la anterior.



Un experto sería capaz de identificar la especie por la fase de larva, pero como suelo repetir de forma habitual, yo no lo soy.

Y ahora, el ciclo vital de la mariquita

Hace unos días, una amiga mía de diez años, me mandaba un correo pidiéndome fotos del ciclo vital de las mariquitas para ilustrar un trabajo que tiene que realizar durante este verano. Me sentí halagado y contento de poder ayudarla. Durante esta primavera hemos podido llevar a cabo curiosas observaciones acerca del ciclo vital de la Coccinella septempunctata o mariquita de siete puntos (C. 7-punctata, en abreviatura).
Al igual que otros insectos, la metamorfosis de este coleóptero es completa u holometábola: larva, pupa e imago (adulto).
Con la llegada del buen tiempo, sobre principios de mayo y coincidiendo con la abundante presencia de pulgones (áfidos), las mariquitas se aparean en las mismas plantas en las que pondrán los huevos para asegurar el alimento de las larvas cuando éstas eclosionen.



Los huevos, de color amarillo, son puestos en pequeños acúmulos.



Aproximadamente en una semana, unas pequeñas larvas de unos tres milímetros empiezan a emerger y a devorar cuantos áfidos se crucen en su camino.



Estos pequeños cocodrilos como les hemos denominado en alguna ocasión, mudarán por tres veces durante unas dos semanas antes de transformarse en pupas.
Tanto huevos como las pequeñas larvas, pueden ser objeto de depredación por las mariquitas adultas, tal y como hemos tenido ocasión de comprobar.


(Imago devorando la puesta de otra mariquita)

La fase siguiente, la de pupa, que durará aproximadamente una semana, es una fase de inactividad total que supone la transformación de la larva en el insecto adulto (imago).



Cuando el imago surge de la envoltura que le ha protegido durante esa fase de transformación (pupa), no suele tener todavía ni el color ni el punteado característico del adulto de esta especie.


(Imago surgiendo de la pupa)



No obstante, en pocas, horas, el color amarillento se irá transformando en naranja a medida que se van endureciendo los élitros hasta resultar el ejemplar adulto que todos conocemos.



Hemos comprobado que pueden darse varios ciclos en un mismo año, probablemente ello esté en relación con la abundancia de áfidos. Los adultos hibernarán durante el invierno para iniciar la primavera siguiente un nuevo milagro de la naturaleza.

El ciclo vital ilustrado del gusano de seda (Bombyx mori)

El gusano de seda Bombyx mori es una polilla (Orden: Lepidoptera) de lo más anodina cuyo interés radica en la producción de la seda y el caracter didáctico de su metamorfosis, razón por la cual se utiliza en algunos colegios para que los alumnos puedan seguir todo el proceso del holometabolismo o metamorfosis completa característica de los insectos más evolucionados, en el que se suceden las fases de larva, pupa e imago (adulto). Los insectos holometábolos se agrupan en el superorden Endopterygota, al cual pertenecen Coleópteros (Escarabajos), Lepidópteros, Dípteros e Himenópteros, por citar algunos órdenes.
El ciclo vital de Bombyx mori puede seguirse en Wikipedia así como en otros muchos recursos disponibles en la red. Lo que vamos a hacer aquí es ilustrar el ciclo biológico de este gusano con fotografías de los diferentes estadios de su metamorfosis.

Huevo

Los huevos miden entre 1 y 1,5 milímetros de largo. Su cáscara es una membrana quitinosa que vira del amarillo claro al gris pizarra y finalmente a un tono violáceo o verdoso. Los huevos sin fertilizar se distinguen por mantener la coloración amarillenta característica de la puesta (ver más adelante).



Larva

Los huevos eclosionan en primavera coincidiendo con la aparición de los brotes de las moreras, único alimento de estos gusanos.


(foto de oruga recién nacida publicada previamente en este Blog).

Su tamaño es de entre 3 y 4 milímetros y de color oscuro. Ya desde el primer momento presentan el undécimo anillo del cuerpo con una trompa de seda o hilera, que utilizan apenas nacidas para suspenderse y alejarse de los restos del huevo. Desde los primeros instantes, son ávidas devoradoras de hojas de morera. De hecho, este gusano está considerado como el animal que más come con respecto a su tamaño y tiempo de vida.


(larva de 8 días de vida)

Para entonces ya ha experimentado su primera muda a la que seguirán cuatro mudas más en el curso de los 30 ó 35 días que durará la fase de larva dependiendo de la temperatura ambiental. El desarrollo aquí expuesto es para una temperatura ambiental entre 18-20 ºC.


(larva de 12 días de vida)

Cuando van a efectuar cada una de estas mudas larvarias permanecen inmóviles con la cabeza levantada y apoyados sólo en las patas traseras, lo que se denomina sueño de muda.



Mudan primero la corteza cefálica (que a medida que va encogiendo permite saber la proximidad del momento de la muda) de la que surgirá una cabeza de color claro y de tamaño notablemente mayor a la anterior y después la piel externa y una pequeña parte de la piel interna (anal). Tras mudar, el color de la oruga aparecerá "sucio" y su piel arrugada y algo húmeda se secará y alisará transcurridas unas horas (tomado de Wikipedia).


(innoble aspecto de un gusano de 18 días completando el proceso de muda)

Aproximadamente al mes desde la eclosión (30-35 días), la oruga, de unos 8 centímetros, deja de comer y busca un lugar seco y aislado, en donde procederá a elaborar el típico capullo para transformarse en una crisálida.


(larva de 33 días a punto de iniciar la elaboración del capullo de seda)

Crisálida

El gusano de seda deja de comer (no se alimentará ya nunca más durante el resto de su ciclo) y empezará a elaborar el hilo de seda contínuo para lo que la larva emplea el almidón de las hojas de morera que ha consumido, transformándolo en dextrina. El aparato destinado a este efecto está compuesto por dos glándulas ubicadas debajo del tracto digestivo, cuyos conductos van a dar a la hilera situada en el undécimo anillo.









El gusano gira sobre sí mismo para fabricar alrededor de su cuerpo una envoltura oval formada por un único hilo de hasta 900 metros de largo. Este proceso le ocupa cuatro días. Una vez completado el proceso y dentro de su capullo, la larva mudará una vez más para desprenderse de su envoltura larvaria y transformarse en una pupa.
En algunas ocasiones, los gusanos no crean su capullo y deben realizar la metamorfosis al descubierto lo cual, aunque reduce su probabilidad de supervivencia, no es un impedimento para la finalización normal de su ciclo vital.




(en primer plano, larva que ha procedido a desprenderse de la muda para transformarse en pupa sin elaborar el típico capullo de seda. La larva de la parte posterior no consiguió completar este proceso)

Adulto (Imago)

Entre tres y cuatro semanas dura el proceso por el cual la pupa se transforma en el insecto adulto o imago que conocemos. Al eclosionar de la crisálida la mariposa rompe el capullo con una secreción ácida que separa los hilos de seda y sale al exterior. Para ello tiene que, primero, liberarse de su envoltorio de pupa.




(imago emergiendo de la pupa)

En condiciones normales, las polillas tienen, además, que emerger del capullo.









Al salir y días después, las polillas expulsarán un líquido interno de colores del naranja al marrón, resultado de su transformación de larva a adulto. Los machos de un tamaño ligeramente menor y abdomen más estilizado se mueven mucho más que las hembras, aunque resultan incapaces para el vuelo, buscando de forma frenética con quién aparearse.



La cópula dura algunas horas en las cuales los sujetos apenas se moverán y quedarán enlazados por la parte posterior del abdomen. Después el macho buscará otra pareja y la hembra se dedicará a la puesta, en la cual y mediante un potente adhesivo, pegará sus huevos.



Tras asegurar la siguiente generación para la próxima primavera, las polillas morirán exhaustas.

[Nota: se autoriza la reproducción de las fotos aquí expuestas con caracter didáctico o educativo]