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 Asunto: METAMORFOSIS DE LOS INSECTOS
NotaPublicado: 23 Sep 2015, 20:43 
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"Metamorfosis de los insectos"
por Luis A. Clemente



Una de las primeras cuestiones por las que me interesé, cuando comencé en esto de la fotografía macro hace ya un quinquenio, y el interés que despertó esta en mi por los insectos, fué preguntarme porqué cambiaban de aspecto, por qué una misma especie se la encontraba en distintos estados de cambio, algunos muy diferentes entre sí e incluso con el especímen adulto. La respuesta me llegó en forma de libro que mi buen amigo y compañero de fatigas macreras Carlos Tovar "Carpóforo" me regaló. Un libro de formato sencillo, casi de bolsillo pero lleno de conocimiento sobre el tema. Su titulo LA METAMORFOSIS DE LOS INSECTOS, cuyo autor Xavier Bellés desgrana en sus páginas, con total sabiduría este interesante mecanismo. No en vano este doctor en Biología e investigador del CSIC, ha obtenido numerosos reconocimientos.

En principio el interés inicial venía propiciado por la oportunidad que descubrí al fotografiar en sus distintas fases a ese maravilloso grupo, por sus formas, colores, comportamiento, etc., dentro de los insectos como es el orden de los Odonatos. Pero este fenómeno de cambio es extensivo de forma similar a otros filos del reino animal.

La pregunta que me hice en su día, como consecuencia de poder ver a estos seres en distintos estados de forma y tamaño es ¿Por qué se produce esa metamorfosis? y ¿qué mecanismos la provocan? Leyendo este libro descubrí las respuestas que a lo largo de la historia se han ido aportando para tratar de explicarlo y cuyo mecanismo exacto no se ha conocido hasta mediados del siglo XX.

Ni mucho menos tengo conocimientos para entender exactamente como y porqué se produce esdte fenómeno. Pero como persona apasionada aunque tardía en cuanto al interés que ha despertado en mi algunos aspectos de la biología, quiero contribuir a extender ese conocimiento fruto del trabajo e investigaciones, de personas y científicos como el profesor Bellés han aportado a la ciencia, al darnos la oportunidad de podernos acercar y conocer esas cuestiones que para la inmensa mayoría de nosotros siempre ha sido un misterio o que ni siquiera nos lo habíamos planteado. Simplemente quiero trasladaros algunas de las teorías que he podido descubrir al leer este apasionante libro para que tengais una ligera idea de este mecanismo.


ALGO DE HISTORIA

La metamorfosis no es un fenómeno ajeno a la cultura occidental a lo largo de su historia y como no, los griegos tienen algo que ver en cuanto a algunas de las bases del concimiento humano, pues no en vano las primeras referencias las encontramos en la antigua Grecia. Así aparece como en otras areas del pensamiento humano la figura de Aristóteles que en una de sus obras Historia Animalium ya objetivó la metamorfosis de las mariposas y otros insectos como mosquitos, moscas, avispas, cigarras y efímeras, en algunos casos con total precisión. Incluso habla de un lepidoptero y de cuya pupa los griegos obtenían la seda para sus vestimentas y que nada tiene que ver con el gusano de la seda, proveniente de Oriente y que no se introdujo en Europa hasta el siglo VI de nuestra era.

Hasta el Renacimiento, este fenómeno solo despertó interés en algunos autores de la Roma clásica como Plinio el Viejo en su Naturalis Historia en el que describe el ciclo de la abeja, aunque con imprecisiones. En la Edad Media el interés por este tema y en general por los animales se tradujo en los famosos "bestiarios" utilizando las formas y cualidades de animales para influir moralmente en la población, sobre todo en la cultura y religión cristiana. Con la llegada del renacimiento y su explosión del conocimiento aparecen algunos estudiosos que recuperan el espíritu de Aristoteles y que culminan en la creación de numerosas enciclopedias de animales y en donde aparecen por primera vez lo que podría interpretarse algo como las diversas fases del ciclo vital.

No es hasta mediados del siglo XVII, que aparece Jan Goedart (1617-1668, Middeburg, Netherlands) que dedico toda su vida a pintar las distintas fases de insectos, la mayoría lepidópteros y que culminó con la publicación de su obra Metamorphosis Naturalis cuyos dibujos hoy dia son útiles para describir muchas especies. Fué el primero en acuñar la palabra metamorfosis con la acepción entomológica que tiene hoy día.

Desde Goedart en adelante, aparecen numerosos personajes que van aportando y ampliando los conocimientos a esta cuestión, sobre todo holandeses. Uno de los ilustres que más resuenan en mi memoria de todas las figuras de esa época y que llego a reconocer como seguramente le ocurra a todos los que como yo estudiamos Ciencias Naturales en Bachiller y Biologia en COU, fue Marcello Malpighi(1628-1694, Crevalcore, Bolonia, Italia), el fundador de la histología y estudioso de plantas, insectos, tejidos animales, embriones y órganos humanos al microscopio. Con su obra quedó un reguero de ilustres entomólogos hasta el siglo XVIII.

Ya en el siglo de las luces, XVIII, son los franceses quienes toman el relevo con la descripción de la metamorfosis de un gran número de especies de insectos y la publicación de numerosas obras dedicadas al tema entre los que destacan René-Antoine Ferchault de Réaumur y sus Mémories pour servir à l'histoire des insectes. Su herencia entomológica se hace patente en figuras de la talla de Pierre Lyonet quien con su obra monográfica sobre la mariposa del taladro rojo o cósido del sauce (Cossus cossus) sigue causando gran admiración por la cantidad de detalles con que describió la anatomía interna de su larva.

Durante los siglos siguientes han ido apareciendo numerosos gigantes entomológicos, cuyos trabajos han contribuido tanto a poner en orden una clasificación más racional, ordenación de la información y síntesis de conocimientos, como a iniciar y descubrir el mecanismo por el cual se produce la metamorfosis. Figuras como Linneo, Buffon, Redi,.....sobresalen. Por vez primera vez se acepta una clasificación en relación a los tres tipos de metamorfosis principales: ametábolo, hemimetábolo y holometábolo. Algo que ve la luz en los numerosos manuales de entomología moderna que aparecen a principios del siglo XIX sobre todo en el ámbito anglosajón y que fueron tremendamente populares como el An Introduction to Entomology, de Kirby & Spencer. Durante este período destaca un compatriota y amigo de Darwin al que se le atribuye el protagonismo en la historia de las teorías sobre como se origina la metamorfosis de los insectos.

Ya en el siglo XX los más influyentes en este campo, pero sobre todo en el de la fisiología de los insectos han sido el canadiense Howard E. Hinton y Vincent B. Wiggleswort.

Todos los estudios, investigaciones y experimentos realizados hasta entonces se habían dirigido hacía el componente principal que se produce en la metamorfosis, y que es la quitina, presente en todas las mudas de cada una de las fases. Cambios de temperatura durante los estadíos, experimentos de castración, trasplante de gónadas, administración de hormonas de vertebrados, etc. no arrojaron luz al tema por lo que se extendió la creencia generalizada que los insectos no poseían hormonas. Hasta que el polaco Stephan Kope´c en 1917 demostró la existencia de hormonas cerebrales en la polilla gitana. A partir de aquí se abrió la línea actual hacía el control endocrino de la metamorfosis. Es decir que es una cuestión de HORMONAS.

EL PROCESO DEL CAMBIO

Para conocer como se producen esos cambios, el porqué de la metamorfosis, es necesario saber que los insectos suelen pasar por diferentes fases en cada una de las cuales se producen distintos cambios o mudas que dependerá del modo de metamorfosis, y que estas se producen a través de un proceso bastante complejo.

Pero no voy a describir cada una de ellas, pues no soy el más indicado para ello y este artículo resultaría demasiado denso y extenso. Sólo saber que existe una clasificación dependiendo de esto por la cual los insectos serían: ametábolos, insectos cuyas ninfas no cambian de aspecto en relación a cuando son adultos, es decir conservan la misma morfología. Hemimetábolos, que eclosionan en forma de ninfa con cierto parecido al del adulto, crecen a través de las mudas hasta que llegan a la última en la que se origina un adulto distinto al de la ninfa sobre todo por la presencia de alas voladoras. Homometábolos que eclosionan en forma de larva con una morfología distinta a la del adulto y que crecen hasta llegar a la última fase larvaria pasando a la forma de pupa adquiriendo cierto parecido al del adulto definitivo, hasta que emerge para aparecer un adulto con alas y genitalia formada.

Todo el proceso de cambio se produce a partir de las mudas en los que aparece un proceso de histolisis o destrucción celular del tejido larvario y construcción del tejido adulto o histogénesis. La antigua cutícula comienza a separarse (apólisis) como consecuencia de la membrana ecdisial y la secreción de liquido de muda, a través de fisiología celular comienza a formarse la nueva cutícula por acción de determinadas proteínas (cuticulina) por lo que esta nueva capa se esclerotiza, se vuelve dura y rígida. Mientras tanto la vieja cutícula es reabsorbida en parte quedando sólo su parte más externa, la exocutícula.

A través de una serie de finos conductos cuyo número varia dependiendo de las especies, la epidermis se mantiene comunicada con la cutícula recien formada, el liquido de muda desaparece por reabsorción e inmediatamente después se segrega una mezcla de hidratos de carbono y resinas que darán protección e impermeabilidad a esta nueva capa. En estos momentos el insecto está preparado para desprenderse de la antigua exocutícula, es decir la exuvía. Todo este proceso se conoce con el nombre de ecdisis.

Mientras se producen estos cambios, el insecto ha ido reafirmando la musculatura del abdomen, ya que jugará un papel primordial en la ecdisis, ya que provocara incrementos de presión de la hemolinfa hacia la cabeza momento en el cual el insecto tomará aire o beberá liquido con la intención de aumentar la presión interna, provocando así que se rompa la antigua cutícula, abandonando su inquilo con su nueva piel, la anterior capa.

La naturaleza ha procurado que las formas de vida existentes se adapten de distintas modos según los requerimientos y necesidades en cada momento. Pero en el mundo natural nada ocurre porque sí. Digo esto porque en referencia a la exuvia (exocutícula), los materiales que forman esta tiene una dureza extraordinaria por la presencia de unas proteinas denominadas esclerotinas y que con el aumento de la presión interna por sí sola sería imposible que el insecto rompiese la exuvia sin la presencia de líneas de ruptura ubicadas en determinados sitios concretos de la misma y que no suelen estar esclerotizadas.

Al surgir el insecto desprendiendose de la exuvia, sus tegumentos aún están blandos y pálidos, estado en el cual recibe el nombre de teneral. Es necesario expandir la nueva cutícula antes que se endurezca, lo cual realiza tomando aire y accionando los músculos abdominales, para aumentar la presión interna.Cuando hay presencia de alas, en principio estas aparecen como muñones arrugados pero poco a poco al llegar la hemolinfa a cada rincón estas se despliegan en toda su longitud, momento muy delicado y costoso energéticamente. El proceso finaliza con el oscurecimiento y esclerotización total del cuerpo del insecto.

Durante el siglo XX y gracias a los estudios pioneros de Kope´c, y otros, en unos interesantes experimentos se llegó al descubrimiento de varias sustancias que intervienen en cada uno de los procesos y que son las responsables de esos cambios, a pesar que todavía falta precisar porqué se desencadena la muda, aunque todo apunta a múltiples factores (temperatura, humedad, disponibilidad de oxígeno, ingesta, etc). La presencia de estos factores, originan que se libere ecdisona, responsable de la ecdísis, en las glándula protorácicas, que es la responsable de la producción de la hormona de la muda, a través de la acción de otra hormona segregada en el cerebro del insecto, la PTTH. La presencia de aquella se incrementa al principio de la muda para ir decreciendo hasta la siguiente muda.

El endurecimiento y esclerotización de la cutícula depende a su vez de la presencia de otra hormona, el bursicón, aislada por primera vez en 1935 en la mosca de la carne del género Calliphora. Pero la hormona más extraordinaria del conjunto es la hormona juvenil, que es la responsable de controlar los cambios metamórficos a adulto hasta que no se haya alcanzado una talla crítica para ello y que fue descubierta en la década de los años treinta, cuyo origen se encuentra en unas pequeñas glándulas situadas detrás del cerebro, en los llamados corpora allata.

En síntesis, que la presencia de estas hormonas en diferentes fases del ciclo permitió establecer que la ecdisona desencadena la muda, mientras que la hormona juvenil es determinante para que se realice una nueva muda o el sujeto pase a adulto (ausencia de hormona juvenil). Este fenómeno se produce en todas las especies de insectos, aunque hay diferencias en cuanto a su presencia y producción, dependiendo de los días de duración de los ciclos de cambio. Incluso la hormona juvenil se encarga en las hembras de la capacidad reproductiva.

Desde el punto de vista evolutivo los insectos son grupo animal es el que presenta mayor diversidad siendo los que poseen una metamorfosis holometábola (45-60%) los más numerosos. Ello conlleva a pensar que este tipo de metamorfosis desde el punto de vista biológico se ha mostrado muy eficaz. Al presentar bastante disparidad entre formas juveniles y adultas, con necesidades distintas entre ambas se reduce la competitivad para subsistir, al cambiar sus formas y fisiologías.

Con millones de años entre nosotros, pues los primeros datos que aparecen sobre insectos con alas datan del Paleozoico, hace unos 350 millones de años, en el período Carbonífero. Ya las especies fósiles encontradas prueban que su metamorfosis tanto de los alados como no alados, era ametábola. Cincuenta millones de años después, es decir hace 300 millones de años, ya se había producido en la metamorfosis, la hemimetabolia. Y en el período Pérmico (280 millones de años) aparecen los primeros fósiles de insectos holometábolos. En términos evolutivos este cambio sólo se ha producido una sola vez durante todo este tiempo.

Aún queda mucho camino por recorrer y conocer muchos aspectos de la metamorfosis, tanto desde un punto de vista evolutivo como fisiológico. Algo que no sólo atañe a los propios entomólogos, si no a un equipo multidisciplinar encabezado por biológos y en el que entrar a formar parte de él, aquellos aficionados apasionados por estos temas y cuyas aportaciones y observaciones, se hacen imprescindibles para ahondar más en estos conocimientos.


Ecdisis de una libélula

Ecdisis de una libélula



Todo empieza con la cópula

Todo empieza con la cópula

Larva ápoda

Larva ápoda

Aduklto y juvenil d insecto hemimetábolo

Aduklto y juvenil d insecto hemimetábolo

Ninfa de cochinilla (Hemimetábolo)

Ninfa de cochinilla (Hemimetábolo)



Emergecia zygóptero Fase II

Emergecia zygóptero Fase II

Inicio Fase III se observa la exuvía

Inicio Fase III se observa la exuvía

Dos estadios distintos, larva y huevos

Dos estadios distintos, larva y huevos

Muda de hemíptero en presencia de una ninfa

Muda de hemíptero en presencia de una ninfa



Emergencia de la mariposa del geranio

Emergencia de la mariposa del geranio

Larva, pupa y adulto

Larva, pupa y adulto

Ninfa de Empusa pennata

Ninfa de Empusa pennata

Adulto Empusa pennata

Adulto Empusa pennata



Primeros estadios de larva Papilio macaón

Primeros estadios de larva Papilio macaón

Larva adulta Papilio macaón

Larva adulta Papilio macaón

Emergencia zygoptero

Emergencia zygoptero

Emergencia fallida de zygóptero

Emergencia fallida de zygóptero



Distintos tamaños de larva de anisóptero

Distintos tamaños de larva de anisóptero

Exoesqueleto, exuvia de Odonato

Exoesqueleto, exuvia de Odonato

Larva acuática de coleóptero (Ditisco)

Larva acuática de coleóptero (Ditisco)

Efémera con desarrollo ametábolo

Efémera con desarrollo ametábolo



Larva insecto homometábolo (Tyria jacobea)

Larva insecto homometábolo (Tyria jacobea)

Adulto insecto holometábolo (Tyria jacobea

Adulto insecto holometábolo (Tyria jacobea

Larva acuática de plecoptero

Larva acuática de plecoptero

Adulto de plecóptero

Adulto de plecóptero



Emergencia, exuvia y hemolinfa

Emergencia, exuvia y hemolinfa

Emergencia "Fase reposo" odonato
Emergencia Fase 3 de odonato

Emergencia Fase 3 de odonato

Detalle exuvia de odonato

Detalle exuvia de odonato


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