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Biólogos descubren nuevas especies de insectos



Su nombre suena legendario, pero el recién descubierto insecto Neuroterus (noo-ROH’-teh-rus) valhalla no parece ni actúa como tal. Mide apenas un milímetro y pasa 11 meses al año encerrado en una cripta.


por Jade Boyd, Universidad de Rice


N. valhalla tiene la notable distinción de ser la primera especie de insecto que se describe junto con su genoma completamente secuenciado, y los investigadores de la Universidad de Rice que lo descubrieron se están preparando para ver cómo las pequeñas avispas que no pican pueden haber sido afectadas por el histórico febrero de 2021 de Houston. congelar.

N. valhalla se describe en un artículo publicado este mes en Systematic Entomology . Su nombre es un homenaje al lugar donde fue descubierto: justo afuera del pub de estudiantes graduados de Rice, Valhalla.

«Habría sido una oportunidad perdida no llamarlo algo relacionado con Rice o Valhalla», dijo el estudiante graduado Pedro Brandão-Dias, autor principal del artículo, quien primero recolectó N. valhalla de las ramas de un enorme roble cerca de el bar del campus en la primavera de 2018.

Brandão, un brasileño, nunca había visto un roble antes de visitar Rice en 2015 para una beca de investigación de pregrado en el laboratorio del biólogo evolutivo Scott Egan, autor correspondiente del estudio. Brandão regresó al grupo de Egan en 2018 para la escuela de posgrado, y aunque la investigación principal de Brandão se centra en el uso de ADN ambiental para detectar especies invasoras o en peligro de extinción, todos en el laboratorio colaboran cada primavera para estudiar insectos de la familia Cynipidae. Conocidas como avispas de las agallas, son las favoritas del grupo de Egan porque se pueden recolectar de los robles que cubren el campus de 300 acres de Rice. En los ocho años de Egan en Rice, su laboratorio ha descubierto al menos tantas especies nuevas de avispas de las agallas como de depredadores que las atacan.

«En Rice, hacemos hincapié en aprender haciendo», dijo Egan. «En mi laboratorio, los estudiantes de pregrado y posgrado comparten el proceso de aprendizaje experiencial mediante el estudio de ecosistemas biológicamente diversos en los robles vivos justo afuera de nuestra puerta principal. Armados con un poco de paciencia y una lupa, los descubrimientos son infinitos».

N. valhalla y otras avispas de las agallas engañan a su árbol huésped para que alimente y proteja a sus crías. Las avispas ponen un cóctel bioquímico junto con sus huevos. Los químicos convencen al árbol para que forme una cripta, o hiel, alrededor del huevo. La hiel alberga el huevo y alimenta a las larvas que nacen de él.

Hay casi 1,000 especies conocidas de avispas de las agallas. Algunos emergen de agallas marrones esféricas que se forman en la parte inferior de las hojas de roble. Otros forman agallas dentro de las ramas y otros en las flores de los árboles, que es donde Brandão recogió por primera vez N. valhalla.

«Una vez que emergen, solo viven tres o cuatro días», dijo Brandão sobre los diminutos insectos. «No comen. Su único propósito es aparearse y poner huevos».

Una de las razones por las que tomó casi cuatro años describir la nueva especie es que N. valhalla, como muchas otras galleras, pone huevos dos veces al año. Encontrar dónde puso sus huevos N. valhalla en su generación alterna tomó un poco de tiempo.

Brandão y sus compañeros de laboratorio notaron por primera vez a N. valhalla en el gran árbol a las afueras de Valhalla mientras recolectaban flores de roble vivo, o amentos, a fines de febrero y principios de marzo de 2018. Estaban buscando otra especie de galler que se sabía que formaba agallas en el flores Cuando las pruebas de ADN revelaron dos especies, los investigadores observaron más de cerca su captura y notaron algunos insectos más pequeños con patas de colores más claros.

«Ponen sus huevos en los amentos que se están desarrollando», dijo Brandão sobre N. valhalla. «Se desarrollan en agallas en las flores, y luego emergen. Y eso sucede en marzo. Pero las flores son una cosa única cada año, y para cuando emergen, ya no hay más flores para que pongan huevos». Así que tienen que poner huevos en un tejido diferente».

Biólogos descubren nuevas especies de insectos
Ilustración artística del ciclo de vida de Neuroterus valhalla, una avispa cinípida de las agallas que utiliza productos químicos para inducir a los robles vivos a desarrollar criptas protectoras, o agallas, alrededor de sus huevos. Las hembras de N. valhalla (A y D2) ponen dos veces al año en generaciones alternas en diferentes lugares de los árboles. Una generación emerge en febrero o marzo, poniendo huevos en flores de roble vivo (B) e induciendo agallas (C1) donde emergerán los adultos en 2-3 semanas. Estos ponen huevos en los nódulos ramificados del tallo (E), induciendo agallas (F1) de las que emergerán los adultos 11 meses después. Los ecologistas descubrieron a N. valhalla en la Universidad de Rice y todavía tienen que encontrar un miembro masculino de la especie (centro). Crédito: Bárbara Rossi

Egan dijo que las generaciones alternas de galleros a menudo se han confundido con nuevas especies en el pasado. Las pruebas genómicas combinadas con observaciones detalladas en la naturaleza fueron cruciales para determinar que N. valhalla era una especie única. Descubrir a dónde fueron los insectos en su generación alternativa requirió suerte y trabajo duro.

Kelly Weinersmith, profesora asistente adjunta de biociencias y colaboradores de la Universidad de Iowa tuvieron el golpe de suerte en 2019. Weinersmith tomó muestras de agallas de una especie de roble vivo de Florida que difería de los árboles de arroz donde se encontró N. valhalla. Weinersmith envió muestras del viaje a Florida a los colaboradores de Iowa Andrew Forbes y Anna Ward, quienes notaron que dos tipos distintos de avispas emergían de inflamaciones crípticas en las agallas en los cruces de las ramas. Las pruebas de ADN mostraron que las avispas desconocidas eran la generación desaparecida de N. valhalla.

«Para confirmar a dónde iban después de dejar las flores, realicé un experimento en el que ofrecimos a las avispas un montón de diferentes tejidos del árbol y las observamos», dijo Brandão. La idea era observar a los N. valhalla que acababan de emerger de las criptas de amentos en Rice y atraparlos en el acto de poner sus huevos en una parte diferente de la planta.

Con las restricciones de COVID-19 que limitan la cantidad de personas que pueden estar en los laboratorios del campus a principios de 2020, gran parte del trabajo recayó en la estudiante de Rice, Camila Vinson, que vivía en el campus de Brown College.

“Salíamos juntas y recogíamos las agallas y los tejidos del amento para las pruebas de comportamiento en placas de Petri , pero ella tenía que ir todos los días al laboratorio para ver si había surgido algún bicho”, dijo Brandão. Vinson catalogó y recolectó muestras de avispas que emergieron de los amentos e «hizo el experimento de observación en el que pusimos los insectos en una placa de Petri con un montón de pañuelos y luego observamos a dónde van», dijo Brandão.

“Debido a que esto fue durante COVID, llevé algunos de ellos a casa, los puse en el microscopio y tomé fotografías con mi teléfono”, dijo.

El equipo confirmó los hallazgos de la placa de Petri al examinar árboles donde previamente habían recolectado N. valhalla. Encontraron agujeros de emergencia de criptas antiguas y más de una docena de agallas que aún contenían larvas de N. valhalla.

Brandão dijo que la generación de N. valhalla que nace en amentos de roble vivo pasa de huevos a adultos completamente formados en 2-3 semanas. El ciclo dura 11 meses para la generación que crece dentro de las ramas.

«Si salen en el momento equivocado y no hay flores alrededor, no pueden poner sus huevos y simplemente mueren», dijo Brandão. «Tienen que salir en el momento exacto en que florece el árbol».

Los árboles florecen en diferentes épocas de un año a otro y no está claro cómo las avispas coordinan su aparición con la floración. Vinson fue el primero en plantear la pregunta de cómo N. valhalla podría verse afectada por la tormenta de invierno de febrero de 2021, que provocó temperaturas frías récord y retrasó la floración de los robles vivos en Houston.

«El día que ocurrió la congelación le pregunté a Pedro: ‘¿Esto va a estropear cuando salgan o incluso su capacidad para reproducirse?'», recordó. Brandão hizo circular la pregunta entre un grupo internacional de investigadores de avispas de las agallas. Todos coincidieron en que era digno de seguimiento. Así que Vinson decidió abordarlo para su tesis de último año. Ella dijo que es parte de una pregunta más grande sobre cómo el cambio climático afectará a los insectos especializados como las avispas de las agallas.

«Nuestras avispas de las agallas viven en robles vivos desde el sur de los Estados Unidos hasta México», dijo Vinson. “Esos ambientes no están acostumbrados al tipo de temperaturas que tuvimos en febrero pasado. Y ese tipo de heladas probablemente ocurrirán cada vez con más frecuencia con el cambio climático.

«La gran pregunta es: ‘¿Estas poblaciones estarán en peligro o podrán adaptarse rápidamente? ¿Tienen estrategias que encajen bien con un clima cambiante?’”, dijo.




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