La extraña estrategia de apareamiento del gran escarabajo negro

Investigadores estudian el ciclo anómalo de 48 horas del gran escarabajo chafer negro

La vida en la Tierra sigue un ciclo de 24 horas a medida que el planeta gira. Los animales y las plantas tienen relojes circadianos incorporados que sincronizan el metabolismo y el comportamiento con este ciclo diario. Pero un escarabajo no está sincronizado con el resto de la naturaleza.

Un nuevo estudio, publicado en el Current Biology , analiza un escarabajo con un ciclo único de 48 horas. El gran escarabajo abejorro negro, Holotrichia paralela, es una plaga agrícola en Asia. Cada dos noches, las hembras de los escarabajos emergen del suelo, trepan a una planta huésped y liberan feromonas para atraer a los machos.

Este comportamiento de apareamiento de las hembras de los escarabajos está bajo el control de un reloj de 48 horas, o “circa-bi-diano”, por razones que siguen siendo un misterio. Un equipo dirigido por Walter Leal, profesor de biología molecular y celular de la Universidad de California en Davis, y Jiao Yin de la Academia China de Ciencias Agrícolas de Beijing, quería saber si la capacidad de los escarabajos macho para oler a las hembras también estaba en juego. un reloj de 48 horas.

El laboratorio de Leal en UC Davis estudia la detección química en insectos. Muchos insectos, desde polillas hasta mosquitos, utilizan el olor para atraer a su pareja. Los insectos “huelen” con sus antenas, que contienen receptores especializados que reaccionan a sustancias químicas específicas que flotan en el aire.

 

Holotrichia paralelola

 

Siguiendo feromonas

El primer paso del equipo fue identificar en grandes escamas negras el gen del receptor que reacciona a la feromona femenina, que tiene el seductor nombre de éster metílico de L-isoleucina o LIME. Inicialmente, los investigadores clonaron 14 genes candidatos. Una serie de experimentos los llevaron a un gen llamado HparOR14 como receptor de feromonas sexuales; dicho sea de paso, el primero identificado en una especie de escarabajo.

Una vez identificado el gen receptor, pudieron medir los niveles de transcripciones del gen HparOR14 a lo largo de la vida del escarabajo y su actividad durante 48 horas. Descubrieron que en la «cita nocturna», cuando las hembras trepaban a las plantas para liberar aroma, la transcripción de HparOR14 era mayor después del anochecer. Pero la actividad del receptor fue baja en los días alternos. (En un experimento de control, la respuesta a una señal química de las hojas dañadas, que indicaba alimento para el escarabajo, permaneció constante día tras día).

Los resultados muestran que la capacidad del chafer macho para detectar la feromona sexual femenina se ejecuta en un ciclo circabídico de 48 horas que coincide con el comportamiento de apareamiento de la hembra.

Se desconoce por qué y cómo las grandes escamas negras tienen estos ciclos de 48 horas. Los relojes circadianos de 24 horas se sincronizan mediante señales que cambian a lo largo de un ciclo de 24 horas; la más obvia es la salida o la puesta del sol. Pero no hay señales de 48 horas en la naturaleza, por lo que exactamente cómo se establecen los ciclos circabídicos de los grandes abejorros negros (incluido cómo los machos y las hembras pueden sincronizarse entre sí, para que todos sepan qué noche es la noche de la cita) es un misterio aún por descubrir. estar solucionado.

«Los ritmos de veinticuatro horas en fisiología y comportamiento se observan comúnmente en organismos desde bacterias hasta humanos, pero las observaciones de ritmos de 48 horas en la naturaleza son raras», dijo la profesora Joanna Chiu, presidenta del Departamento de Entomología y Nematología de UC Davis y un experto en ritmos circadianos, que no participó en el trabajo. «Este elegante estudio del profesor Leal y sus colaboradores nos ha proporcionado una descripción profunda de cómo se genera el ritmo circabídico de detección de feromonas en este escarabajo».

Otros autores del estudio son: Yinliang Wang, Huanhuan Dong, Yafei Qu, Jianhui Qin, Kebin Li, Yazhong Cao y Shuai Zhang, Academia China de Ciencias Agrícolas, Beijing; Yuxin Zhou y Bingzhong Ren, Universidad Normal del Noreste, Changchun, China; y Chen Luo, Academia de Ciencias Agrícolas y Forestales de Beijing. El trabajo fue apoyado por la Fundación Nacional Clave de Investigación y Desarrollo de China; Fundación Nacional de Ciencias Naturales, China; y la Fundación de Ciencias Naturales de Beijing.

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