MUNDO ANIMAL. Los secretos de la migración de las mariposas, escritos en el polen

Los secretos de la migración de las mariposas, escritos en el polen

 

Billones de insectos se desplazan por todo el planeta cada año. Los científicos están trabajando en nuevas formas de trazar mapas de esos viajes de larga distancia.

24 noviembre 2024.- Diminutos granos de polen, recolectados por científicos ciudadanos, están ayudando a los investigadores a estudiar un proceso que hasta ahora ha sido en gran medida inescrutable: los patrones migratorios de los insectos a medida que se mueven alrededor del mundo a lo largo de múltiples generaciones.

Gracias al polen, los científicos han podido identificar dónde comenzaron sus viajes las mariposas individuales e incluso inferir los eventos que probablemente desencadenaron su migración. Este conocimiento puede ayudar a los conservacionistas a comprender mejor algunos de los efectos del cambio climático, no solo en los insectos en sí, sino también en sus migraciones y los ecosistemas que habitan.

Las inusuales lluvias de 2019 estimularon el crecimiento de la vegetación, lo que creó las condiciones ideales para la reproducción de la mariposa dama pintada, que aparece aquí alimentándose, y provocó un aumento masivo de su población en Oriente Medio, Europa y África. El fenómeno fue tan notable que el año se conoció como el Año de la Dama Pintada. Fuente: REBECCA COLE / ALAMY

Muchos insectos pasan toda su vida en un mismo lugar. Muchos otros migran, como lo hacen muchas aves, para evitar las inclemencias del tiempo, buscar comida o reproducirse. Algunas estimaciones sugieren que billones de insectos migran por todo el mundo cada año, pero los científicos saben poco sobre adónde van o cómo llegan allí.

El seguimiento de la migración de los insectos no es tan sencillo como el de las aves o los mamíferos. En el caso de las aves, “se puede colocar un anillo en la pata o utilizar el seguimiento por radio y es fácil demostrar que se mueven del punto A al B”, afirma Tomasz Suchan, ecólogo molecular de la Academia Polaca de Ciencias en Cracovia. Pero la mayoría de los insectos son demasiado pequeños para que estas técnicas tengan éxito.

En América del Norte, los investigadores han tenido cierto éxito en el seguimiento de las mariposas monarca , conocidas por su notable migración desde el sur de Canadá y el norte de los Estados Unidos hasta el centro de México. A principios de la década de 1990, la iniciativa científica ciudadana Monarch Watch comenzó a etiquetar mariposas en las Montañas Rocosas. Se han etiquetado más de 2 millones de mariposas monarca y se han registrado más de 19 000 recuperaciones en México, donde las mariposas se congregan para descansar durante el invierno. Esto ha ayudado a los biólogos a rastrear sus rutas migratorias.

Sin embargo, las mariposas que no tienen grupos tan bien definidos son más difíciles de rastrear. Por ejemplo, las mariposas damas pintadas suelen aparecer en Europa en otoño, a veces en gran abundancia. “Luego desaparecen y no sabemos realmente a dónde van”, dice Gerard Talavera, entomólogo del Institut Botànic de Barcelona.

Hace algunos años, Talavera y su equipo se dieron cuenta de que podrían rastrear a las mariposas indirectamente, estudiando el polen que se acumula en sus cuerpos. Cada vez que una mariposa visita una flor para beber un sorbo de néctar, también recoge granos de polen.

 Si los investigadores pudieran identificar las plantas a partir de su polen, confirmar dónde y cuándo estaban floreciendo y seguir su rastro a medida que las mariposas llegaban a diferentes regiones geográficas, tal vez podrían rastrear el viaje general de las mariposas. "El método es como si les pusiéramos un GPS", dice Talavera. "Como no podemos hacer eso, esto es lo más cerca que podemos llegar".

Esta mariposa monarca tiene muchos granos de polen blanco y pequeño adheridos a su cuerpo, provenientes de visitas anteriores a las flores. Los científicos estudian dichos granos de polen para identificar la especie de planta de la que proceden y dónde es probable que las mariposas los hayan adquirido. Fuente: ROBERT / STOCK.ADOBE.COM

Mapas de migración de polen

Los científicos pudieron poner a prueba la idea en 2019, cuando las damas pintadas experimentaron uno de sus esporádicos auges poblacionales. En marzo de ese año, cuando aparecieron enjambres de mariposas en Oriente Medio y el Mediterráneo, los científicos ciudadanos recogieron muestras de mariposas con redes, las conservaron en una mezcla de alcohol y las enviaron al laboratorio de Talavera.

Allí, los investigadores aislaron los granos de polen adheridos a los cuerpos de las mariposas y secuenciaron un tramo particular del ADN del polen que ofrece una firma única para cada especie de planta, un proceso conocido como metacodificación de barras. Al mismo tiempo, los científicos ciudadanos siguieron recogiendo muestras de mariposas a medida que el aumento de la población se extendía gradualmente por el este, norte y oeste de Europa durante los meses siguientes, llegando al sur de Marruecos a principios de noviembre.

Tras analizar el polen recogido de 264 mariposas de 10 países diferentes durante siete meses, los investigadores identificaron 398 plantas diferentes que podían utilizar para rastrear los movimientos de las mariposas a lo largo del año. A partir de esto, descubrieron que los enjambres de mariposas observados en Rusia, Escandinavia y los países bálticos eran probablemente descendientes de mariposas originarias de Arabia y Oriente Medio. Esta oleada de mariposas parece haberse extendido a Europa del Este, luego a Escandinavia y después a Europa Occidental, lo que dio lugar a un notable auge demográfico en el Reino Unido, Francia y España. Desde allí, las mariposas podrían haber migrado al sur de Marruecos, y probablemente continuar hasta el África tropical para completar su ciclo anual.

El aumento de la población de mariposas dama pintadas en 2019 comenzó en Oriente Medio, lo que desencadenó una migración masiva y multigeneracional que se extendió por Europa y África en los meses siguientes. Las flechas sólidas representan movimientos migratorios confirmados por los granos de polen; las flechas discontinuas representan movimientos inferidos por observaciones de mariposas pero no confirmados por el polen. Los diferentes colores en el mapa representan diferentes generaciones de mariposas.

El registro de polen incluso sugirió una razón por la que las damas pintadas de repente se volvieron tan abundantes en 2019. Las mariposas recolectadas del Mediterráneo oriental, justo al comienzo del pico de población, transportaban polen de especies de plantas que se encuentran principalmente en matorrales semiáridos, pastizales y marismas del norte de Arabia y Oriente Medio. 

Al examinar imágenes satelitales, los investigadores notaron que, desde diciembre de 2018 hasta abril de 2019, esas plantas experimentaron grandes aumentos en el crecimiento después de un período de lluvias inusualmente intensas. Ese estallido de crecimiento, especulan los investigadores, puede haber proporcionado condiciones ideales para que las mariposas se alimentaran y se reprodujeran, iniciando la explosión demográfica y dejando un efecto dominó que afectó a muchas generaciones.

Talavera y su equipo también han utilizado las huellas del polen para rastrear los movimientos de otras mariposas. En 2013, por ejemplo, se encontraron mariposas damas pintadas descansando en la costa de América del Sur, en la Guayana Francesa. Las damas pintadas normalmente no viven en América del Sur, y era un misterio de dónde venían. Una década después, el equipo de Talavera tomó muestras de polen de los cuerpos de las mariposas aún preservados y descubrió que Guiera senegalensis , una planta común que se encuentra solo en el África subsahariana, era, con mucho, el tipo de polen más común adherido a estas mariposas.

Al analizar los estudios costeros, los patrones de viento, el polen y las condiciones ambientales, confirmaron que las mariposas probablemente cruzaron el Atlántico en hasta ocho días de vuelo continuo desde África. Este hallazgo marcó el primer caso verificado de un insecto cruzando el Atlántico .

“El uso de metacódigos de barras de polen para rastrear de dónde proviene cada generación de mariposas y cómo progresan a través del ciclo es una novedad”, dice Christine Merlin, bióloga de la Universidad Texas A&M y coautora de un artículo sobre la neurobiología de la migración de las mariposas en la Revista Anual de Entomología . Como identifica especies de plantas individuales, señala, este método promete una mayor precisión que el método estándar, el análisis de firmas isotópicas, que rastrea las variaciones regionales en la composición química de los insectos.

Si bien las damas pintadas sirven como un sistema modelo para comprender la migración de insectos, los investigadores dicen que confían en que este método podría ser adecuado para rastrear otros polinizadores migratorios que visitan activamente las flores para recolectar néctar, incluidas otras mariposas, moscas sírfidas, avispas, escarabajos y polillas.

El seguimiento de las rutas migratorias de los insectos podría adquirir una importancia cada vez mayor ante el cambio climático, ya que estos insectos pueden transmitir enfermedades fúngicas además del polen. De hecho, Suchan detectó muchas especies de hongos en algunas mariposas. Se sabe que aproximadamente 1.000 hongos afectan a los insectos y más de 19.000 pueden afectar a los cultivos. 

Por lo tanto, los insectos migratorios podrían propagar estas enfermedades fúngicas a través de los continentes, lo que plantearía riesgos para los ecosistemas y las economías. Talavera, Suchan y sus colegas esperan que el uso de las firmas de polen para mapear los patrones migratorios cambiantes pueda ayudar a predecir dónde podrían producirse brotes de enfermedades fúngicas.

Los ecologistas necesitarán cada vez más “big data” para comprender los fenómenos a gran escala. Sin científicos ciudadanos, “es imposible que los investigadores recopilen esas bases de datos. Los jóvenes tienen mucho más que aprender con la ciencia ciudadana que saber simplemente cómo atrapar una mariposa. Aprenden sobre la naturaleza y esto fomenta la curiosidad por el mundo”.

Fuente: Knowable magazine