Avispón oriental

La avispa oriental (Vespa orientalis) es una especie de insecto social de la familia Vespidae. Se puede encontrar en el suroeste de Asia, el noreste de África, la isla de Madagascar (pero no se han hecho informes de su presencia en la isla durante muchos años), el Medio Oriente, Asia central y partes del sur de Europa. También se han encontrado avispones orientales en algunos lugares aislados como México y Chile debido a la introducción humana. El avispón oriental vive en colonias estacionales que consisten en un sistema de castas dominado por una reina. El avispón construye sus nidos bajo tierra y se comunica mediante vibraciones sonoras. El avispón tiene una franja amarilla en su cutícula (exoesqueleto), que puede absorber la luz solar para generar un pequeño potencial eléctrico, y esto podría ayudar a suministrar energía para excavar. El avispón adulto come néctar y frutas y busca insectos y proteínas animales para alimentar a sus crías. Como son carroñeros, los avispones también pueden servir como transmisores de enfermedades tras el consumo de plantas infectadas. Los avispones son una plaga principal para las abejas melíferas y atacan a las colonias de abejas para obtener miel y proteínas animales. La picadura de un avispón oriental puede ser bastante dolorosa para los humanos y algunos humanos son alérgicos a las picaduras.

Taxonomía y filogenia

El avispón oriental (V. orientalis) pertenece a la familia Vespidae, que está formada por avispas, avispones y avispas avispas. Es miembro del género Vespa, que constituye los verdaderos avispones. V. orientalis tiene adaptaciones únicas a climas áridos, lo que ha dificultado la evaluación de su relación filogenética con otras especies del género Vespa, basándose únicamente en datos morfológicos. Por lo tanto, sólo recientemente el uso de la filogenética molecular ha dado evidencia de que V. orientalis está más estrechamente relacionada con Vespa affinis y Vespa mocsaryana. Si bien existe un historial de reconocimiento de subespecies dentro de muchos de los avispones, incluido V. orientalis, la revisión taxonómica más reciente del género trata todos los nombres subespecíficos del género Vespa como sinónimos, relegándolos efectivamente a meros nombres informales para formas de color regionales.

Descripción e identificación

El avispón adulto tiene dos pares de alas y un cuerpo que mide entre 25 y 35 mm (0,98 y 1,38 pulgadas) de largo. Los drones y los trabajadores son más pequeños que la reina. V. orientalis es de color marrón rojizo y tiene distintivas bandas amarillas gruesas en el abdomen y manchas amarillas en la cabeza entre los ojos. Tiene mandíbulas muy fuertes y muerde si se le provoca. Las hembras (obreras y reina) tienen un ovipositor, que es un órgano especializado con forma de tubo que se utiliza para poner huevos. El ovipositor se extiende desde el final del abdomen y también se utiliza como aguijón. Los machos (drones) se pueden distinguir de las obreras por el número de segmentos de su antena. Los drones tienen 13 segmentos, mientras que los trabajadores solo tienen 12. El avispón oriental se parece al avispón europeo (V. crabro) y no debe confundirse con el avispón gigante asiático (V. mandarinia) del este de Asia.

Distribución

Los avispones orientales se pueden encontrar en Asia central, el suroeste de Asia, desde Armenia y Turquía hasta la India y Nepal, en todo el Medio Oriente, en el noreste de África, en algunos países afrotropicales como Etiopía y Somalia, y en partes del sur de Europa: Croacia. , Bosnia, Montenegro, Macedonia del Norte, Albania, Grecia, España, Bulgaria, Chipre, Malta, Sicilia y la mitad sur de la Italia peninsular. Los humanos han introducido avispones orientales en otros lugares, incluidos Chile, Madagascar, México y Xinjiang, China, así como también en ocasiones a través de frutas en Bélgica y el Reino Unido. El avispón oriental es el único miembro del género Vespa que se puede encontrar en climas desérticos como los del norte de África, Oriente Medio y partes del suroeste de Asia.

Nidos

El avispón oriental suele vivir en nidos que excava bajo tierra. Sobre la base del techo de cada celda tipo peine se fijan uno o más gránulos minerales de material policristalino. Un nido contiene múltiples panales en los que vive la colonia. Si bien los nidos se encuentran más comúnmente bajo tierra, algunos nidos de papel se construyen en huecos protectores, como dentro de árboles huecos, en contenedores de envío, vehículos estacionados y aviones. Para construir los nidos de papel, los trabajadores quitan la corteza de ramitas, ramas de árboles y arbustos para recolectar fibra.

Colonias

Los avispones orientales viven en colonias estacionales que se forman cada año en primavera por una sola reina que se apareó durante el otoño anterior. Durante el otoño, la reina de una colonia establecida pone huevos que se convertirán en nuevas reinas y zánganos. Después del apareamiento, los zánganos mueren, mientras que las reinas recién fertilizadas buscan escondites para hibernar durante el invierno. La colonia recién fundada crece durante la primavera y el verano hasta que la población y la actividad de la colonia alcanzan su punto máximo a finales del verano y principios del otoño. El tamaño máximo de la colonia es de varios miles de individuos y una colonia normalmente contiene de tres a seis panales, cada uno de los cuales contiene entre 600 y 900 células individuales.

Comportamiento

V. orientalis es un tipo de avispa social. Los individuos viven colectivamente en colonias con una reina y miles de obreras. Las avispas sociales son inusuales en su práctica de altruismo en la que individuos no reproductivos trabajan en beneficio de la colonia. Esto ocurre porque todos los individuos de una colonia están estrechamente relacionados.

Estructura social

Dentro de una colonia, el sistema de castas está dominado por la reina, que es la única hembra reproductora de la colonia. Subordinados a la reina están los trabajadores (hijas) y los zánganos (hijos). Al igual que la reina, los drones únicamente cumplen funciones reproductivas. Los trabajadores son responsables del resto del trabajo. Los trabajadores se especializan en la realización de diferentes tareas. Los trabajadores son responsables de buscar comida, proporcionar refugio, defender la colonia y cuidar de la cría de la colonia, que consiste en la descendencia de la reina.

Comunicación

Los avispones orientales se comunican mediante vibraciones sonoras. Los tres tipos principales de vibraciones que se utilizan para comunicarse son los toques a la reina, los toques para despertar y las señales de hambre de las larvas. Cuando las obreras golpean frente a la reina, se observan tres efectos: la reina comienza a buscar en los panales celdas vacías en las que poner sus huevos, las obreras vuelven a realizar sus tareas habituales y las señales de hambre de las larvas cesan inmediatamente y son no se reanuda durante al menos 30 minutos. El objetivo principal de estos grifos parece ser animar a la reina a poner más huevos. Los grifos que despiertan los trabajadores provocan una intensificación general de las actividades en la colonia. Los efectos son mínimos durante el día. Por la noche, sin embargo, las vibraciones despiertan a toda la colonia, lo que hace que las larvas comiencen a emitir señales de hambre y los trabajadores busquen comida para alimentar a las larvas. Las señales de hambre de las larvas no producen cambios detectables en la actividad de las larvas durante el día. Los trabajadores, sin embargo, prestan más atención y dan más alimento a las células que se encuentran en las proximidades de donde se originaron las vibraciones. Por la noche, las larvas emulan las señales de hambre de las demás y despiertan a todo el nido.

Selección de parentesco y altruismo

V. Los avispones orientalis viven en colonias en las que todas las obreras son hijas de la reina, por lo que todas las obreras son hermanas. Las avispas sociales son haplodiploides, lo que significa que todos los machos son haploides y se desarrollan a partir de huevos no fertilizados, mientras que las hembras son diploides y se desarrollan a partir de huevos fertilizados por drones. Las reinas comúnmente se aparean con un solo zángano. Cada zángano tiene sólo un conjunto de cromosomas para transmitir a su descendencia. Por lo tanto, las trabajadoras hermanas que comparten la paternidad están inusualmente estrechamente relacionadas entre sí. Cada uno recibió el 100% de los genes de su padre y el 50% de los genes de su madre, por lo que, en promedio, cada uno está relacionado en un 75% con sus hermanas y sólo en un 50% con la reina. Por lo tanto, una obrera se beneficia al cuidar de la reina y su colonia para asegurar mejor la supervivencia de sus genes. Un individuo que actúa en interés de los demás y no sólo de sí mismo se conoce como altruismo.

Interacciones con otras especies

Dieta

Los avispones orientales capturan otros insectos como saltamontes, moscas, abejas y véspidos con los que alimentan a las crías de la colonia. También recolectarán otras proteínas animales para sus crías, como trozos de carne y pescado frescos o en mal estado. Los adultos comen carbohidratos como néctar, melaza y frutas.

Conflicto con las abejas

El mejor lugar para que los avispones encuentren una combinación de proteínas animales (abejas o larvas) y carbohidratos (miel) son las colmenas. Se sabe que los avispones orientales causan graves daños a las colonias de abejas. Son la principal plaga que ataca a las colonias de abejas melíferas en muchos países.

Picadura

Efecto antibacteriano del veneno

El veneno de V. orientalis se probó en bacterias Gram positivas, Staphylococcus aureus y Bacillus subtilis, y en bacterias Gram negativas, Escherichia coli y < i>Klebsiella pneumoniae. Se demostró que el extracto de veneno es eficaz para inhibir el crecimiento de bacterias Gram-positivas. Por tanto, el veneno se considera un agente terapéutico potencial.

Fisiología

Captación de energía solar

A diferencia de la mayoría de las avispas, que son más activas temprano en la mañana, V. orientalis es único en mostrar un pico de actividad durante el medio día. Los avispones orientales cavan sus nidos bajo tierra recogiendo tierra con sus mandíbulas, volando una distancia corta, dejando caer la tierra y regresando al nido para continuar cavando. La excavación del avispón se correlaciona con la insolación (energía solar). Cuanta más insolación, más activo es el avispón. Este comportamiento de excavación diurna de V. orientalis puede ser posible debido a la capacidad de su cutícula para recolectar energía solar.

Cutícula

La cutícula del avispón oriental contiene un pigmento amarillo que protege la cutícula de la dañina radiación ultravioleta del sol. Los segmentos marrones del cuerpo del avispón contienen melanina, que cumple un propósito similar. La cutícula marrón está compuesta por unas 30 capas, cuyo espesor aumenta de interior a exterior. En estas capas se encuentra el pigmento marrón de melanina. La cutícula amarilla está compuesta por 15 capas que contienen pigmento amarillo. La franja amarilla contiene xantopterina en gránulos en forma de barril.

Potencial eléctrico

Se demostró que la actividad enzimática en la capa de gránulos de xantopterina amarilla es mayor en los avispones mantenidos en ambientes oscuros y menor en aquellos expuestos a la luz ultravioleta (UV). La medición del voltaje eléctrico entre la hipocutícula y la exocutícula de la franja amarilla muestra un potencial eléctrico negativo en la hipocutícula con respecto a la exocutícula positiva. Si la franja amarilla se expone a la luz, aumenta la diferencia de potencial entre condiciones de luz y oscuridad. En condiciones de oscuridad, el potencial eléctrico de la franja disminuye. Las pterinas desempeñan un papel en la fotorrecepción y la fototransducción de la luz ultravioleta cercana a luz azul y las pterinas pueden desempeñar un papel en la fotosíntesis. Algunos de los mismos investigadores especulan que esta es la energía para el órgano calorífico (ver #Órganotermorregulador a continuación).

Además, se ha demostrado que la seda tiene propiedades eléctricas similares cuando se expone a la luz.

Órgano termorregulador

Hay un órgano termorregulador en el tórax de V. orientalis. Se mantiene a 6 °C (11 °F) más alto que el resto del cuerpo y 9 °C (16 °F) por encima de la temperatura ambiente. (Específicamente se encuentra en la parte dorsal del tórax, hacia adentro de la placa meso-escutal del protórax. Este órgano está cerca de la sutura notal media. Mide 1 milímetro (3⁄64 pulgadas) de diámetro y tiene forma de mariposa. El lado superior y posterior linda con la base de las alas anteriores). Los autores especulan que esta generación de calor es impulsada por el potencial #Eléctrico (arriba) que algunos de los mismos autores han descubierto e investigado previamente.

Investigación y experimentos

Experimento de gravedad cero

The Israeli Space Agency Investigation About Hornets (ISAIAH) was a project from Tel-Aviv University initiated in 1984 to explore the effects of near-zero gravity on oriental hornets, their development, and their nest-building influences. Los experimentos fueron financiados por la Agencia Espacial de Israel con el objetivo de descubrir formas de evitar que los astronautas sufran dolores de cabeza, náuseas y vómitos durante las misiones. La muestra de 230 bocinas orientales, hardware de vuelo e instrumentos de medición se envasaron en el transbordador espacial Endeavour, misión STS-47, en 1992, mientras que un grupo de control se mantuvo en el suelo para la comparación.

Durante el lanzamiento, 202 avispones murieron como consecuencia de un mal funcionamiento en el sistema de agua que provocó un aumento anormal de la humedad. Los avispones supervivientes perdieron el sentido de la orientación y, a diferencia de los avispones de la unidad de control, no pudieron trepar por las paredes ni permanecer en grupos. En cambio, permanecieron inmóviles y separados el uno del otro. Aproximadamente 3 o 4 días después de regresar a la tierra, los avispones comenzaron a trepar por las paredes nuevamente y a construir un nido. Los avispones supervivientes vivieron una media de 23 días, en comparación con una supervivencia media de 43 días para los avispones del grupo de control.