Cómo los escarabajos tigre utilizan el mimetismo para superar a los murciélagos

Investigaciones recientes revelan que los escarabajos tigre emiten ultrasonidos en respuesta a la ecolocalización de los murciélagos, no como advertencia de su toxicidad sino para imitar las señales defensivas de las polillas dañinas, una estrategia que confunde a los murciélagos. Este comportamiento sólo se observa en los escarabajos tigre nocturnos, lo que pone de relieve una forma sofisticada de adaptación evolutiva. Crédito: SciTechDaily.com

Los escarabajos tigre imitan las señales ultrasónicas de las polillas venenosas para evitar la depredación de los murciélagos, una estrategia de supervivencia exclusiva de sus especies nocturnas.

Como principal depredador de los insectos nocturnos, los murciélagos ejercen una presión selectiva que conduce a la evolución de adaptaciones especializadas en sus presas. Una de esas adaptaciones es el desarrollo de una especie de sistema de alerta temprana: oídos sintonizados con precisión con las señales de ecolocalización de alta frecuencia que los murciélagos utilizan para cazar. Los investigadores han identificado al menos seis órdenes de insectos (entre ellos polillas, escarabajos, grillos y saltamontes) que han desarrollado la capacidad de detectar ultrasonidos.

Mecanismos de defensa únicos de los escarabajos tigre

Pero los escarabajos tigre van un paso más allá. Cuando escuchan un murciélago cerca, responden con su señal de ultrasonido Los últimos treinta añosY nadie sabía el motivo.

«Es una idea extraña para los humanos: estos animales vuelan de noche e intentan atraparse unos a otros en completa oscuridad, utilizando el sonido como medio de comunicación», dice Harlan Goff, autor principal de un nuevo estudio que finalmente resuelve el misterio. Mientras realizaba su investigación doctoral en el Museo de Historia Natural de Florida, razonó que los escarabajos tigre deberían obtener un gran beneficio al emitir sonidos, porque también ayudaría a los murciélagos a localizarse.

Los escarabajos tigre son el único grupo de escarabajos que los científicos conocen que producen ultrasonidos en respuesta a la depredación de los murciélagos. agradecer 20% de las especies de ácarosSin embargo, se sabe que tienen esta capacidad y proporcionan una referencia útil para comprender el comportamiento de otros insectos. «Este fue un estudio realmente interesante porque desglosamos la historia capa por capa», dijo Goff.

Muchos escarabajos tigre nocturnos producen una señal de advertencia ultrasónica aguda para ahuyentar a los murciélagos. Crédito: Harlan Gough

Metodología de investigación y observaciones.

Los investigadores han comenzado a confirmar que los escarabajos tigre producen ultrasonidos en respuesta a la depredación de los murciélagos. Cuando los murciélagos vuelan por el cielo nocturno, envían periódicamente pulsos ultrasónicos que les proporcionan instantáneas de su entorno. Cuando un murciélago identifica una presa potencial, comienza a picotear repetidamente, lo que le permite controlar sus objetivos.

Esto también crea una secuencia distinta para el ataque de ecolocalización de los murciélagos, que los investigadores jugaron con los escarabajos tigre para ver cómo responderían. Cuando un escarabajo vuela, su caparazón duro se abre para revelar dos alas traseras que generan sustentación. Los élitros, que antiguamente cubrían las alas, tienen un efecto protector y no ayudan en el vuelo. Por lo general, están colgados y apartados.

Los investigadores pasaron dos veranos en los desiertos del sur de Arizona y recolectaron 20 escarabajos tigre diferentes. Clasificar Para estudiar. De ellos, siete respondieron a la secuencia de ataque del murciélago moviendo sus élitros ligeramente hacia atrás. Esto provocó que las pulsantes alas traseras chocaran con los bordes posteriores de los élitros, como si los dos pares de alas estuvieran aplaudiendo. Para los oídos humanos, suena como un leve zumbido, pero el murciélago captará las frecuencias más altas y escuchará al escarabajo alto y claro.

Respuestas de los insectos a la ecolocalización de los murciélagos.

«La respuesta de ecolocalización en los murciélagos es una habilidad mucho menos común que la simple capacidad de escuchar la ecolocalización», dijo Goff. “La mayoría de las polillas no cantan estos sonidos a través de la boca, como pensamos en los murciélagos que se ecolocalizan a través de la boca y la nariz. Por ejemplo, una polilla tigre usa una estructura especializada en el costado del cuerpo, por lo que necesita esa estructura para producir. ondas de ultrasonido, así como los oídos para que el murciélago las escuche”.

Efectivamente, los escarabajos tigre estaban respondiendo al sonido ultrasónico del ataque del murciélago. ¿pero porque?

Algunos ácaros pueden Soñar mermelada de murciélagos Produciendo varios clics en una sucesión rápida y cercana. Los investigadores rápidamente descartaron esta posibilidad en el caso de los escarabajos tigre, porque producen ondas ultrasónicas que son demasiado simples para tal hazaña.

En cambio, sospecharon que los escarabajos tigre, que producen benzaldehído y cianuro de hidrógeno como sustancias químicas de defensa, estaban usando ultrasonido para advertir a los murciélagos que eran dañinos, como lo hacen muchas polillas.

«Se ha demostrado que estos compuestos defensivos son eficaces contra algunos insectos depredadores», dijo Goff. «Algunos de los escarabajos tigre, cuando los sostienes en la mano, puedes oler algunos de los compuestos que producen».

Probando la teoría de la defensa química.

Probaron su teoría alimentando a 94 escarabajos tigre Murciélago marrón grande, que comen una amplia variedad de insectos pero muestran una fuerte preferencia por los escarabajos. Para su sorpresa, 90 de los escarabajos fueron comidos por completo, mientras que dos sólo fueron consumidos parcialmente, y sólo dos fueron rechazados, lo que sugiere que los químicos defensivos de los escarabajos hacen poco para disuadir a los grandes murciélagos marrones.

Según Akito Kawahara, director del Centro McGuire de Lepidópteros y Biodiversidad del museo, esta era la primera vez que los científicos probaban si los escarabajos tigre eran realmente dañinos para los murciélagos.

«Incluso si identificas una sustancia química, no significa que sea una defensa contra un depredador en particular», dijo Kawahara. «En realidad, no lo sabes hasta que experimentas con un depredador».

La imitación como estrategia de supervivencia

Resulta que los escarabajos tigre no utilizan ultrasonidos para advertir a los murciélagos de su daño. Pero había una última posibilidad. Algunas polillas producen ondas ultrasónicas anti-murciélagos a pesar de que son apetecibles. Los científicos creen que estas polillas intentan engañar a los murciélagos imitación vocal Señales ultrasónicas de especies de polillas verdaderamente dañinas.

¿Podrían los escarabajos tigre hacer algo similar? Los investigadores compararon grabaciones de ultrasonido del escarabajo tigre, recopiladas anteriormente en el estudio, con grabaciones de polillas tigre que ya estaban en su base de datos. Al analizar las señales ultrasónicas encontraron una clara interferencia y la respuesta a su pregunta.

Los escarabajos tigre, que no tienen defensas químicas contra los murciélagos, producen ultrasonidos para imitar una polilla tigre que es dañina para los murciélagos.

Pero este comportamiento se limita a los escarabajos tigre que vuelan de noche. Algunas de las 2.000 especies de escarabajos tigre están activas exclusivamente durante el día y utilizan su capacidad de ver. perseguir y perseguir Son insectos pequeños y no tienen la presión selectiva para cazar murciélagos. Las 12 especies de escarabajo tigre diurno que los investigadores incluyeron en el estudio son prueba de ello.

«Si consigues uno de esos escarabajos tigre que se ha ido a dormir por la noche y practicas la ecolocalización con él, no responde en absoluto», dijo Goff. «Parece que pueden perder muy rápidamente su capacidad de temer a la ecolocalización».

Impactos y preocupaciones ambientales

Los investigadores sospechan que puede haber más ejemplos de imitación de ultrasonido por descubrir, dado lo poco que se han estudiado. audio del cielo nocturno Somos.

«Creo que esto está sucediendo en todo el mundo», dijo Kawahara. «Con mi colega Jesse Barber, hemos estado estudiando esto juntos durante muchos años. Creemos que no se trata sólo de los escarabajos tigre y las polillas. Esto parece suceder con todas las diferentes especies de insectos nocturnos, y no lo sabemos simplemente porque hemos No se prueba de esta manera.»

Estas delicadas interacciones ambientales también corren el riesgo de verse interrumpidas pronto. La onomatopeya necesita un entorno tranquilo para funcionar, pero las influencias humanas, como el ruido y la contaminación lumínica, ya están cambiando el aspecto y el sonido del cielo nocturno.

«Si queremos comprender estos procesos, tenemos que hacerlo ahora», afirmó Kawahara. «Están sucediendo procesos asombrosos en nuestros patios traseros que no podemos ver. Pero al hacer que nuestro mundo sea más ruidoso y brillante y cambiar la temperatura, estos equilibrios pueden romperse».

Los autores publicaron su estudio en la revista. Cartas de biología.

Referencia: “Los escarabajos tigre producen ondas ultrasónicas que son anti-murciélagos y probablemente imitan a las polillas de los murciélagos” por Harlan M. Goff y Julieta J. Robin y Akito Y. Kawahara y Jesse R. cartas de biología.
doi: 10.1098/rsbl.2023.0610

Juliet Rubin, ex estudiante de posgrado en Universidad de Florida y Jesse Barber de la Universidad Estatal de Boise también fueron coautores del estudio.