Los sorprendentes colores que muestran los escarabajos, las mariposas y otros insectos nos han fascinado desde siempre, tanto a los físicos como a los biólogos, pero imitar las superficies llamativas de los más colorido ha resultado muy difícil de alcanzar.

Esto es en parte porque en vez de depender de los pigmentos, los científicos descubrieron que los colores son producidos porque la luz rebota en estructuras microscópicas que están presentes en las alas de los insectos.

Mediante el estudió en pavos reales y en una mariposa Papilio (Papilio blumei), descubrieron que dichas placas en las alas se componen de estructuras microscópicas intrincadas, que se asemejan a la parte interior de un cartón de huevos.

Debido a su forma y el hecho de que se componen de capas alternas de cutícula y de aire, estas estructuras producen intensos colores.

Usando una combinación de procedimientos de nanofabricación – incluyendo el auto-ensamblaje y de deposición de capas atómicas – estos colegas hicieron copias idénticas estructuralmente de las escalas de la mariposa, y estos ejemplares produjeron los mismos colores vivos que las alas de las mariposas.

Según los autores: “Hemos desbloqueado uno de los secretos de la naturaleza y combinamos este conocimiento con el estado de nanofabricación de última generación para imitar los intrincados diseños ópticos que se encuentran en la naturaleza.” Además esto ayuda a los científicos a una mejor comprensión de la física detrás de los colores de estas mariposas “, siendo capaces de imitarlos tenemos prometedoras aplicaciones en la impresión de seguridad.

“Estas estructuras artificiales podrían utilizarse para cifrar la información en la firma óptica en los billetes de banco o de otros objetos de valor para protegerlos contra la falsificación. Todavía tenemos que afinar nuestro sistema pero en el futuro podríamos ver las estructuras basadas en las alas de las mariposas que brillan desde un billete o una nota o incluso nuestros pasaportes “, dijeron los autores.

Curiosamente, la mariposa también puede usar sus colores para el mismo cifrado ya que que aparecen de un color las potenciales parejas, pero de otro color los depredadores.

“Los parches verde brillante en las escalas del ala de estas mariposas tropicales son un magnífico ejemplo del ingenio de la naturaleza en el diseño óptico. Visto con el equipo óptico directamente estas manchas aparecen de color azul brillante, pero a simple vista parecen de color verde.

Referencia

Mathias Kolle, Pedro M. Salgard-Cunha, Maik R. J. Scherer, Fumin Huang, Pete Vukusic, Sumeet Mahajan, Jeremy J. Baumberg, Ullrich Steiner. Mimicking the colourful wing scale structure of the Papilio blumei butterfly. Nature Nanotechnology, 30 May 2010 DOI:10.1038/nnano.2010.101

Los investigadores encontraron la evidencia de la transferencia horizontal de un transposón de un insecto chupa sangre de América del Sur  en la zarigüeya y el mono ardilla, dos de sus huéspedes preferidos. Un transposón es un segmento de ADN que pueden replicarse y moverse a diferentes posiciones dentro del genoma. Los transposones pueden causar mutaciones, cambiar la cantidad del ADN en la célula e influir dramáticamente en la estructura y función de los genomas en dónde residan.

“Dado que estos insectos se alimentan de los seres humanos con frecuencia, es concebible que los insectos y los humanos puedan haber intercambiado ADN a través del mecanismo que descubrimos. La detección de las transferencias de los insectos a los seres humanos sería necesario examinar a las personas que han estado expuestos a los insectos durante miles de años, como los nativos de las poblaciones de América del Sur “, dijeron los autores.

Los datos sobre el insecto y el caracol proporcionan una fuerte evidencia para la hipótesis del papel de las interacciones huésped-parásito en la facilitación de la transferencia horizontal del material genético. Además, la gran cantidad de ADN generados por los transposones transferidos horizontalmente apoya la idea de que el intercambio de material genético entre los huéspedes y los parásitos influye en su evolución genómica.

Los triatominos o insectos “chupa sangre”, causan la enfermedad de Chagas al portar los tripanosomas (protozoos parásitos) como sus anfitrión. Los investigadores descubrieron el fragmento compartido de ADN son 98 por ciento idénticas a las de sus huéspedes mamíferos.

Una teoría desde hace mucho tiempo plantea que los mamíferos obtienen los genes verticalmente, es decir, transmitida de padres a hijos. Las bacterias recibir sus genes vertical y horizontalmente también, pasan de un individuo no relacionado a otro o incluso entre diferentes especies. Estas transferencias lateral son frecuentes  en los genes de las bacterias y esenciales para una rápida adaptación a los retos ambientales y fisiológicos, tales como la exposición a los antibióticos.

Hasta hace poco, no se sabía la transferencia horizontal podría impulsar la evolución de los organismos multicelulares complejos como los mamíferos. En 2008, Feschotte y sus colegas publicaron la primera evidencia inequívoca de la transferencia de ADN horizontal.

Hace millones de años, “saltaron” tranposones hacia varias especies de mamíferos. El transposón fue integrado en los cromosomas de las células germinales, asegurando que debe ser pasado a las generaciones futuras. Por lo tanto, estas partes del ADN de los mamíferos no descienden de sus antepasados comunes, sino que han sido adquiridos lateralmnte desde otra especie.

Los medios reales por los que los transposones pueden propagarse a través de muy diversas especies ha sido un misterio. “Cuando estás tratando de entender algo que ocurrió durante miles o millones de años atrás, no es posible establecer un experimento en el laboratorio para replicar lo que ocurrió en la naturaleza”, dijeron los autores.

Cuando el genoma humano se secuenció hace una década, los investigadores encontraron que casi la mitad del genoma humano se deriva de los transposones, por lo que este nuevo conocimiento tiene ramificaciones importantes para entender la genética de los seres humanos y otros mamíferos.

Referencia

Clément Gilbert, Sarah Schaack, John K. Pace II, Paul J. Brindley, Cédric Feschotte. A role for host-parasite interactions in the horizontal transfer of transposons across phyla. Nature, 2010; 464 (7293): 1347 DOI: 10.1038/nature08939¡

Como parte de una Fundación Nacional de Ciencia los investigadores examinaron el tamaño y forma de los mariposas monarcas migratorias y no migratorias y mediane sofisticados análisis de imágenes computarizados de las poblaciones pudieron medir los detalles precisos sobre las alas de estos insectos. Para esto compararon las monarcas migratorias de las costas orientales y occidentales de los EE.UU, Hawai, Costa Rica, el sur de la Florida y Puerto Rico con aquellas que no emigran. También midieron las alas de mariposas cultivadas en el laboratorio para descartar las causas ambientales de las diferencias en el tamaño y forma, y demostrar una base genética de la variación en los rasgos de las alas de las monarcas individuales. Las conclusiones del trabajo fueron publicados recientemente en la edición en línea de la revista científica Evolución.

Las conclusiones en las mariposas monarcas fueron consistentes con los estudios previos que comparan aves migratorias que indican que la mejor forma para un vuelo de larga distancia implica largas alas con una punta estrecha para ayudar a reducir la resistencia. Además de sus conclusiones sobre el tamaño de las alas y la forma, el equipo también encontró que los monarcas de las dos poblaciones migratorias en los EE.UU. difieren en el tamaño corporal, lo que sugiere que cada población podría haberse adaptado a las exigencias de la migración en formas sutilmente diferentes. Los cuerpos más grandes pueden ayudar a las monarcas orientales, con su migración mucho más tiempo, llevar a los depósitos de grasa para alimentar el largo viaje y los cinco meses de período de hibernación en México.

Las monarcas en el este de América del Norte, son famosas por realizar las migraciones con distancias más grandes que cualquier especie de insectos en el mundo. Se enfrentan a una serie de amenazas, hasta el punto que la migración de las monarca es considerado como un “fenómeno en peligro de extinción”. Investigaciones anteriores indican que las hembras de las mariposas monarcas han disminuído en los últimos 30 años en los EE.UU. Un patrón preocupante que pinta un panorama sombrío para la población de estas mariposas. Por otra parte, los monarcas de esta población son propensos a los accidentes periódicos producto de las tormentas en su lugar de hibernación en México.

A pesar de que las monarcas en todo el mundo no están amenazadas, las que tienen mayor envergadura si lo están. “Nuestro estudio demuestra que perderíamos una población evolutivamente única si desaparece la migración de los monarcas orientales”.

Referencia

Sonia Altizer, Andrew K. Davis. Populations of Monarch butterflies with different migratory behaviors show divergence in wing morphology. Evolution. Published Online: Jan 11 2010 DOI: 10.1111/j.1558-5646.2010.00946.x

El descubrimiento, publicado en la revista Annals of Botany, muestra las notables imágenes del grillo (Glomeremus sp) transportando el polen sobre su cabeza mientras se aleja de las flores de color blanco-verdoso de Angraecum cadetii .

Angraecum es un género de orquídeas muy conocido por los estudios de Darwin sobre la orquídea cometa (Angraecum sesquipedale) de Madagascar, y su hipótesis de que fue polinizada por “extraños”  polinizadores, las polillas, una teoría que más tarde se demostró ser cierta muchos años después de su muerte.

Dice Claire Micheneau “Sabíamos desde el control del contenido de polen que la polinización de las flores estaba teniendo lugar. Sin embargo, no observamos nada durante el día”. Por eso instalaron una cámara fotográfica nocturna y pillaron al grillo en acción. Las observación de las imágenes por primera vez, y darse cuenta de que había filmado un cambio verdaderamente sorprendente en la polinización de Angraecum, un género que está principalmente especializado para la polinización por la polilla, fue emocionante.

“Las polillas, que son los principales polinizadores de Angraecum en Madagascar pero no se encuentran en la isla de Reunión y hasta que comenzamos nuestra investigación para la polinización de este género había sido siempre una interrogante uién polinizaba a esta orquídea”

La investigación también reveló que otras dos especies de orquídeas Angraecum de la isla de Reunion (A. bracteosum y A. estriado) son polinizadas por dos especies de pequeñas aves cantoras de ojo blanco (Zosterops borbonicus y Zosterops olivaceus).

Curiosamente los estudios demostraron que el grillo es además un muy eficaz polinizador con tasas más altas de polinización y cuajado de los frutos en Angraecum cadetii  que los registrados en aves de polinización en sus especies hermanas”.

Todo los días descubrimos algo que nos sorprende. La naturaleza es realmente muy sabia.

Referencia

Claire Micheneau, Jacques Fournel, Ben H. Warren, Sylvain Hugel, Anne Gauvin-Bialecki, Thierry Pailler, Dominique Strasberg, and Mark W. Chase. Orthoptera, a new order of pollinator. Annals of Botany, 2010; DOI: 10.1093/aob/mcp299

Un entomólogo de la Universidad de Montreal está investigando un tipo de avispa (Dinocampus coccinellae) presentes en Quebec y que fuerza a las mariquitas (Coccinella maculata) para llevar sus larvas. Estas avispas ponen sus huevos en el cuerpo de la mariquita, una práctica común en el mundo de los insectos, pero curiosamente después agradecen no matando a su huésped.

“Lo fascinante es que la mariquita se encuentra parcialmente paralizada por el parásito, sin embargo, es finalmente liberado ileso”, dice Brodeur, quien también es profesor de biología y control biológico. “Una vez liberada, la mariquita puede seguir comiendo y se reproducen como si nada hubiera pasado”.

Brodeur está actualmente estudiando el fenómeno en la Université de Montréal y espera entender la duración del ciclo, la tasa de éxito y la relación huésped-parásito.

“¿Puedes lan mariquitas negarse a ser utilizadas? No lo sé. Nuestro plan es reproducir una variedad de situaciones en el laboratorio y ver cual es más favorable para la reproducción”, dice.

Puede ser un mecanismo de cuidar a la decendencia como ocurre mucho en el reino animal. Existe una variedad de comportamientos de los parásitos existentes en el mundo de los insectos, sin embargo, la dinámica entre la avispa y la mariquita es inusual. Algo que Brodeur espera comprender mejor.

Referencia

http://www.nouvelles.umontreal.ca/udem-news/news-digest/ladybugs-taken-hostage-by-wasps.html