Nicrophorus vespilloides

Nicrophorus vespilloides es un escarabajo enterrador descrito por Johann Friedrich Wilhelm Herbst en 1783. Su tamaño varía ampliamente, pudiendo oscilar entre 12 mm y 20 mm. Presentan dos llamativas bandas de color naranja amarillento en los élitros. El color de las antenas, totalmente negras, es un rasgo distintivo importante. El color de sus marcas naranjas y negras es multifuncional, ya que son visibles para los depredadores aviares. En general, presentan un nicho ecológico único: su evolución del aposematismo, o la estrategia que utilizan para advertir a los depredadores mediante señales visibles. Las cápsulas alares de estos escarabajos tienen una forma cuadrada y son notablemente más cortas que sus abdómenes, lo que indica una característica física distintiva de la especie.En general, se han reportado diferencias en la coloración y las defensas químicas entre los sexos. Se hipotetiza que esto se debe a presiones selectivas contradictorias para los diferentes sexos. También producen fluido anal o exudado abdominal cuando se sienten amenazados. Estos fluidos anales contribuyen aún más a la defensa antimicrobiana de estos escarabajos.

Estas especies de insectos tienen una amplia distribución que abarca una extensa gama de áreas geográficas, incluyendo las regiones más septentrionales de Escandinavia, en Europa, hasta Siberia, y diversas partes de Asia, especialmente China y Japón. Además, su área de distribución geográfica se extiende hasta Norteamérica, abarcando el norte de Estados Unidos e incluyendo gran parte del sur de Canadá.Esta amplia distribución subraya la excepcional adaptabilidad y resiliencia de los escarabajos, lo que les permite prosperar en una gran variedad de contextos ambientales. Son particularmente prevalentes en los reinos biogeográficos Paleártico y Neártico, lo que indica su capacidad de adaptación y supervivencia en un amplio espectro de condiciones ambientales. Dentro de la extensa región Paleártica, estos escarabajos ocupan un amplio nicho ecológico, habitando entornos que abarcan desde las llanuras bajas hasta las elevaciones más altas de las regiones alpinas. Se pueden encontrar en diversos hábitats, entre los que destacan bosques densos, brezales abiertos, parques paisajísticos e incluso jardines residenciales, lo que demuestra su notable versatilidad.En cambio, en la región Neártica, sus preferencias de hábitat parecen ser más selectivas. Aquí, se encuentran principalmente en entornos específicos, como turberas de esfagno, zonas pantanosas y los límites de las regiones altas. Esto sugiere una naturaleza adaptativa más especializada a las condiciones ambientales particulares que prevalecen en estas zonas de Norteamérica. Esta extensa y variada distribución geográfica, junto con sus diversas preferencias de hábitat, resalta la amplia adaptabilidad de los escarabajos y la resiliencia ecológica que exhiben en diferentes regiones del mundo.Los escarabajos de N. vespilloides tienen un tamaño corporal muy variable, que oscila entre 12 y 20 mm. Presentan dos llamativas bandas de color naranja amarillento en los élitros. Sus antenas son completamente negras. Sus marcas anaranjadas y negras sirven como señal de advertencia para las aves depredadoras, defendiéndolas de ataques. Sus distintivas fundas alares son cuadradas y más cortas que el abdomen.Se sabe que los escarabajos adultos siguen patrones estacionales específicos de actividad, estrechamente vinculados a los cambios cíclicos en sus hábitats naturales y al clima en el que viven. Normalmente, estos insectos emergen de su letargo y se vuelven notablemente activos durante los meses de primavera, comenzando su actividad alrededor de la primavera, a principios de abril y mayo. Este período marca el inicio de su fase más activa, que continúa durante los meses de primavera y verano, extendiéndose hasta finales del otoño. Dentro de esta fase activa, se observan picos de actividad particularmente significativos en mayo, época en la que las condiciones ambientales son más favorables para su supervivencia y para la reproducción. Tras este pico, se produce un notable resurgimiento de la actividad a finales del verano, lo que sugiere un patrón bimodal. Este patrón no es arbitrario, sino una adaptación estratégica a las condiciones ambientales más propicias para su supervivencia, la reproducción y el cuidado exitosos de sus crías.Un aspecto de la ecología conductual de estos escarabajos es su compromiso con el cuidado biparental, donde tanto los progenitores como las progenitoras participan activamente en el cuidado y la crianza de sus crías. Esta estrategia de cuidado biparental se caracteriza por una inversión cuidadosa y equilibrada de recursos, no solo en actividades directamente relacionadas con la reproducción, como la puesta de huevos y la crianza de larvas, sino también en el mantenimiento de una función inmunitaria robusta. Este doble enfoque destaca un enfoque altamente evolucionado y sofisticado para garantizar la supervivencia y el bienestar de sus crías, preservando al mismo tiempo la salud y la vitalidad de los escarabajos adultos. Este enfoque del cuidado parental es particularmente notable, ya que indica un nivel de comportamiento social complejo y cooperación entre escarabajos macho y hembra, lo que contribuye significativamente a su éxito como especie. Al invertir tanto en su éxito reproductivo inmediato como en su salud y supervivencia a largo plazo, estos escarabajos demuestran una estrategia adaptativa que les permite prosperar en una amplia gama de entornos ambientales, lo que subraya la complejidad y sofisticación de sus estrategias vitales para afrontar los desafíos de sus ecosistemas.

Nicrophorus vespilloides comparte su comportamiento reproductivo con su especie hermana, Nicrophorus nepalensis. Ambas especies localizan cadáveres de vertebrados y los entierran bajo tierra para alimentar a sus crías. Si bien sus respectivos hábitats y nichos ecológicos ciertamente modifican el mecanismo exacto de sus tendencias de enterramiento, ambas especies participan en el marco general de esta forma de cuidado biparental.

Lo que se había considerado Nicrophorus vespilloides en el centro y este de Canadá y el noreste de EE. UU. fue determinado por Sikes et al. en 2016 como una especie hermana separada y pasada por alto de Nicrophorus vespilloides, que había sido nombrada por Kirby en 1837. Esta especie hermana, Nicrophorus hebes Kirby, está restringida a turberas y pantanos de Sphagnum. Nicrophorus vespilloides se encuentra en todo el Paleártico septentrional, Alaska y el noroeste de Canadá, donde se encuentra en hábitats de bosque abierto. La restricción de su especie hermana N. hebes a los pantanos de Norteamérica se ha atribuido a la competencia con su congénere estrechamente relacionado, N. defodiens, que en esta zona se encuentra en hábitats forestales. N. El hebes se reproduce exclusivamente en pantanos de América del Norte y nunca se encuentra en hábitats boscosos adyacentes (a menos de 100 m o 330 pies) en la zona pantanosa de Mer Bleue, cerca de Ottawa, Ontario, Canadá.

Mites

También existen varios ácaros foréticos (autostopistas) asociados con N. vespilloides. Estos incluyen Pelzneria nr. crenulata, Macrocheles merderius, Uroobovella nr. novasimilis y el ácaro más grande, Poecilochirus carabi. P. carabi no se adhiere a N. vespilloides por ningún medio físico (como un tallo anal secretado en el caso de M. merderius). Cuando los machos o las hembras de N. vespilloides terminan de reproducirse en un cadáver, las deutoninfas de P. carabi deambulan libremente por el cuerpo de los escarabajos en busca de nuevos cadáveres para reproducirse. Se ha propuesto que P. Las deutoninfas de P. carabi, al llegar a un nuevo cadáver, se desprendieron de los escarabajos y consumieron huevos y larvas de mosca, que habrían competido por las larvas de escarabajo. Esta relación, que benefició a los escarabajos, se ha descrito como mutualista. Sin embargo, se ha demostrado que los adultos de P. carabi consumen los huevos de N. vespilloides, lo que tiene efectos directos y negativos en la reproducción de esta especie. Este es uno de los escarabajos enterradores mejor estudiados, con más de 1000 citas encontradas a través de Google Académico. N. vespilloides también se utiliza como organismo modelo en el estudio de la inmunidad social.

Reproducción y atención parental

El éxito reproductivo de los escarabajos enterradores está estrechamente ligado a su nicho ecológico único, en concreto a su dependencia de obtener un pequeño cadáver de vertebrado para su reproducción. El descubrimiento de dicho cadáver es un momento crucial en el ciclo reproductivo de los escarabajos, ya que desencadena un aumento significativo de los niveles de hormona juvenil (HJ). Cabe destacar que, en otras especies, los niveles elevados de HJ se han asociado con la supresión del sistema inmunitario, lo que sugiere una posible contrapartida en los escarabajos enterradores, donde podría producirse una regulación negativa de la respuesta inmunitaria durante el período crítico de la reproducción. Esta adaptación subraya la priorización de los escarabajos por la reproducción, incluso a costa de una posible reducción de las defensas inmunitarias.Tras encontrar un cadáver adecuado, los padres escarabajo colaboran para enterrarlo. Este meticuloso proceso de preparación consiste en retirar cuidadosamente cualquier pelo o pluma, y formar una bola compacta con el cadáver. Esta bola se recubre con una mezcla de antimicrobianos y secreciones, una acción deliberada de los escarabajos para ralentizar el proceso de descomposición. Es cerca de este cadáver cuidadosamente preparado, ahora enclavado en la tierra, donde los escarabajos deciden poner sus huevos. Unos días después de la puesta, las larvas eclosionan y se dirigen instintivamente al cadáver, que les sirve de alimento y de criadero. Los escarabajos adultos asumen entonces el papel de proveedores, ofreciendo a sus crías alimento predigerido y protegiéndolas de posibles depredadores y competidores. Esta fase de crianza es crucial, y si uno de los padres abandona el esfuerzo o reduce su participación, el otro lo compensa intensificando sus cuidados mediante la práctica del bipartidismo. Los casos de abandono de ambos progenitores son excepcionalmente raros en esta especie, lo que subraya el alto grado de compromiso parental típico de los escarabajos enterradores. Además, la dinámica de la toma de decisiones parental en este contexto es fascinante, sugiriendo una compleja interacción de negociación y cooperación entre el macho y la hembra. Este no es un escenario donde las decisiones se toman unilateralmente; más bien, implica una interacción continua y un ajuste mutuo entre los progenitores, lo que indica un nivel sofisticado de coordinación social y comunicación. El proceso de toma de decisiones probablemente sea el resultado de una negociación que implica interacciones repetidas entre el macho y la hembra, en lugar de una única decisión tomada por cada progenitor de forma independiente.El vínculo entre el cuidado parental y la salud y el crecimiento de las crías es profundo y está bien documentado. Las investigaciones indican que la calidad del suministro de alimentos por parte de los padres, en particular la frescura de los cadáveres, desempeña un papel importante en la salud y el desarrollo de las crías. Por ejemplo, un estudio destacó que las crías tendían a tener un mejor crecimiento y salud cuando sus padres se reproducían con cadáveres de mayor calidad y menos descompuestos. Esto contrastaba con los escenarios en los que los padres utilizaban fuentes de alimento de menor calidad y más descompuestas, lo que subraya el papel crucial del esfuerzo parental y la calidad de los recursos en el éxito del desarrollo de las crías de los escarabajos enterradores. Este intrincado equilibrio entre la adquisición de recursos, el cuidado parental y el desarrollo de las crías pone de relieve la complejidad del comportamiento reproductivo y social de los escarabajos enterradores, ofreciendo información valiosa sobre las presiones evolutivas y las adaptaciones que configuran sus estrategias de historia de vida.

Inmunity

En el mundo de los escarabajos enterradores, el equilibrio entre los imperativos de la reproducción y el mantenimiento de la función inmunitaria se manifiesta como un comportamiento natural complejo para estos escarabajos, lo que demuestra aún más las notables capacidades tanto de machos como de hembras para su práctica del cuidado biparental. Esta intrincada dinámica implica una calibración meticulosa donde la energía y los recursos dedicados a la reproducción deben equilibrarse juiciosamente con los reservados para los mecanismos de defensa inmunitaria.La enzima fenoloxidasa (PO) es fundamental en el arsenal inmunitario del escarabajo, un factor crucial en la respuesta inmunitaria celular y vital para el endurecimiento de la cutícula. Durante la fase reproductiva, se observa un aumento notable en la actividad de la PO, lo que sugiere un posible impacto en las estrategias de inversión parental al influir directamente en las métricas de éxito reproductivo. Este vínculo es crucial, ya que la calidad y la extensión del cuidado parental están directamente correlacionadas con las tasas de crecimiento y supervivencia de las crías, lo que convierte al número y la masa de las crías en indicadores fiables del esfuerzo parental. El ciclo de vida de los escarabajos enterradores ofrece un claro ejemplo de este equilibrio, donde los niveles hormonales juveniles experimentan un aumento repentino a medida que emergen las larvas, fase que coincide con una notable disminución de los niveles de PO. Sin embargo, las investigaciones indican que los niveles de PO pueden aumentar en respuesta a lesiones, incluso cuando las larvas se alimentan del cadáver. Este aspecto es especialmente relevante en escenarios con problemas de encapsulación, donde un aumento pronunciado de la actividad de la PO sería imperativo. Esta respuesta inmunitaria adaptativa a las lesiones físicas subraya la capacidad de los escarabajos para sortear los posibles inconvenientes de la inmunosupresión, enmascarando eficazmente cualquier compensación entre la funcionalidad inmunitaria y las actividades reproductivas.Esta dinámica matizada subraya una sofisticada estrategia empleada por los escarabajos, que asignan hábilmente recursos para asegurar el sustento y la protección de su progenie, a la vez que salvaguardan su supervivencia frente a los innumerables desafíos ambientales que enfrentan. Esta compleja interacción entre las estrategias reproductivas y la función inmunitaria no solo resalta la adaptabilidad evolutiva de los escarabajos enterradores, sino que también ofrece una fascinante visión de las estrategias de gestión de recursos, cruciales para su supervivencia y éxito reproductivo.

Genes

En el contexto de los escarabajos enterradores, que se alimentan predominantemente de carroña de vertebrados, un aspecto intrigante de su biología es su composición genética, en particular en relación con su capacidad digestiva. Estos escarabajos poseen un conjunto muy limitado de genes relacionados con la degradación de la lignocelulosa, un componente principal de las paredes celulares de las plantas. En concreto, su genoma incluye tan solo un gen de la familia de las glicósidos hidrolasas 9 (GH9) y algunos de la familia de las glicósidos hidrolasas 1 (GH1). Esta composición genética resulta algo inesperada, dado que su dieta no suele incluir materiales lignocelulósicos, abundantes en la materia vegetal.A pesar de la ausencia de una dieta rica en lignocelulosa, existe una interacción compleja y altamente integrada entre los procesos metabólicos de los escarabajos y su microbioma intestinal. Esta relación sinérgica desempeña un papel crucial en la capacidad de los escarabajos para digerir su alimento eficientemente. Además, el microbioma intestinal contribuye a los procesos de desintoxicación, lo cual es vital para que los escarabajos puedan consumir carroña, una fuente de alimento que, de otro modo, podría ser tóxica o dañina debido a la descomposición y a la presencia de microorganismos potencialmente patógenos. Asimismo, la colaboración entre los escarabajos y su microbiota intestinal se extiende a la protección de su fuente de alimento. La comunidad microbiana en el intestino de los escarabajos contribuye a prevenir el deterioro e inhibir el crecimiento de microorganismos competidores. Esto asegura que la carroña siga siendo una fuente de alimento viable para los escarabajos y sus crías durante un período más prolongado. Esta interacción resalta la importancia del microbioma intestinal para complementar la alimentación de los escarabajos. Capacidades digestivas que les permiten extraer los nutrientes necesarios de su dieta especializada y proteger su nicho de la competencia. Esta compleja interacción entre las funciones metabólicas de los escarabajos y su microbioma intestinal subraya las estrategias adaptativas que estos organismos emplean para prosperar en su nicho ecológico, a pesar de la aparente limitación de sus recursos genéticos para digerir su principal fuente de alimento.

Investigación futura

Este es uno de los escarabajos enterradores más estudiados, con más de 1000 citas encontradas a través de Google Académico. N. vespilloides también se utiliza como organismo modelo en el estudio de la inmunidad social. En futuras investigaciones, este escarabajo seguirá siendo un modelo para comprender los numerosos comportamientos sociales complejos que existen, como el cuidado parental, los conflictos de apareamiento, los conflictos entre hermanos y la arquitectura genética de estos comportamientos.

Véase también

Nicrophorus quadripunctuatus

Referencias

1. ^ a b c d e f "Nicroforus vespilloides". Escarabajos uk. Retrieved 2024-03-01.
2. ^ a b Whiffin, Ashleigh. "Descubre 8 escarabajos carriones que debe buscar". Descubre la vida silvestre. BBC Wildlife Magazine. Retrieved 16 de agosto 2020.
3. ^ a b Lindstedt, Carita; Boncoraglio, Giuseppe; Cotter, Sheena; Gilbert, James; Kilner, Rebecca M (2017). "¿Aposematismo en el escarabajo enterrador? Doble función de fluido anal en cuidado parental y defensa química". Ecología conductual. 28 (6): 1414–1422. doi:10.1093/beheco/arx100.
4. ^ a b Reavey, Catherine E.; Warnock, Neil D.; Vogel, Heiko; Cotter, Sheena C. (2014). "Trade-offs between personal impunity and reproduction in the burying beetle, Nicrophorus vespilloides". Ecología conductual. 25 2): 415–423. doi:10.1093/beheco/art127.
5. ^ a b c Sikes, D.S; S. T. Trumbo; S.B. Peck (2016). "Diversidad crítica en la fauna de los escarabajos del Nuevo Mundo: Nicroforus hebes Kirby, 1837; nuevo estatus como nombre resucitado (Coleoptera: Silphidae: Nicrophorinae)". Arthropod Systematics " Phylogeny. 74 3): 299 –309. doi:10.3897/asp.74.e31872.
6. ^ Robert S. Anderson (1982). "Resource partición en el escarabajo carriono (Coleoptera: Silphidae) fauna del sur de Ontario: consideraciones ecológicas y evolutivas". Canadian Journal of Zoology. 60 (6): 1314–1325. doi:10.1139/z82-178.
7. ^ Clifford W. Beninger " Stewart B. Peck (1992). "Temporal and spatial patterns of resource use among Nicrophorus en una Sphagnum bog y bosque adyacente cerca de Ottawa, Canadá". El entomólogo canadiense. 124 1): 79–86. doi:10.4039/Ent12479-1. S2CID 87153740.
8. ^ Clifford W. Beninger (1994). "Phenología, biología reproductiva y asociaciones de hábitat Nicrophorus Fab. (Coleoptera: Silphidae) del área de bog Mer Bleue (Ottawa, Canadá)". Memorias de la Sociedad Entomológica del Canadá. 126 (169): 135 –143. doi:10.4039/entm126169135-1.
9. ^ Clifford W. Beninger (1989). Estudio de la ecología y biología reproductiva del conjunto de escarabajos de carriona en el área de Mer Bleue Bog con referencia específica a las asociaciones de hábitat Nicroforus vespilloides Herbst y N. defodiens Mannerheim (Coleoptera: Silphidae) (M.Sc. thesis). Ottawa, Ontario, Canadá: Universidad de Carleton.
10. ^ B. P. Springett (1968). "Aspectos de la relación entre los escarabajos enterrados, Necrophorus y el ácaro, Poecilochirus necrophori Vitz". Journal of Animal Ecology. 37 2): 417 –424. Bibcode:1968JAnEc..37..417S. doi:10.2307/2957. JSTOR 2957.
11. ^ David Sloan Wilson (1983). "El efecto de la estructura poblacional en la evolución del mutualismo: una prueba de campo que implica escarabajos enterrados y sus ácaros phoréticos". El naturalista americano. 121 (6): 851 –870. doi:10.1086/284108. JSTOR 2460857. S2CID 84340543.
12. ^ David Sloan Wilson ' W. G. Knollenberg (1987). "Efectos indirectos adaptivos: la aptitud de los escarabajos enterrados con y sin sus ácaros phoréticos". Ecología Evolutiva. 1 2): 139 –159. Bibcode:1987EvEco...1..139W. doi:10.1007/BF02067397. S2CID 13408474.
13. ^ Clifford W. Beninger (1993). "Egg predation by Poecilochirus carabi (Mesostigmata: Parasitidae) y su efecto en la reproducción de Nicroforus vespilloides (Coleoptera:Silphidae)". Environmental Entomology. 22 4): 766–769. doi:10.1093/ee/22.4.766.
14. ^ McNamara, John M.; Houston, Alasdair I. (diciembre de 2009). "Integrating function and mechanism". Tendencias en la Ecología " Evolución. 24 (12): 670 –675. doi:10.1016/j.tree.2009.05.011. ISSN 0169-5347. PMID 19683827.
15. ^ Smiseth, Per T. (2017), "Parental Care", Módulo de referencia en ciencias de la vida, Elsevier, doi:10.1016/b978-0-12-809633-8.12404-5, ISBN 978-0-12-809633-8, S2CID 86330714, recuperado 2024-03-01
16. ^ Tokuda, Gaku (2019), Degradación de la pared vegetal en insectos: Progresos recientes en las enzimas endógenas reveladas por las tecnologías multiomicas, Avances in Insect Physiology, vol. 57, Elsevier, pp. 97 –136, doi:10.1016/bs.aiip.2019.08.001, ISBN 978-0-12-818660-2, S2CID 213838524, recuperado 2024-03-01
17. ^ "Nicroforus vespilloides ← i5k Workspace@NAL". i5k.nal.usda.gov. Retrieved 2024-03-01.