"Cuando un naturalista se enamora de la naturaleza, ya nunca tendrá suficiente"

Sir David Attenborough

domingo, 27 de junio de 2010

El insecto protegido por la aritmética

Imago de cigarra

Su canto estridente taladra las horas más cálidas de los días más cálidos de los estíos mediterráneos. Apostadas en la rama de un olivo o sobre un hinojo, las cigarras constituyen la seña de identidad sonora de nuestros veranos y poco hace sospechar que nos encontramos ante un insecto que encierra aspectos fascinantes en su biología.
Recientemente la ciencia ha descubierto que el, en apariencia monótono y anodino canto de las cigarras, obedece a unas frecuencias perfectamente sincronizadas con las del canto de las cigarras cercanas. Aunque aún se desconoce el objeto de este fenómeno, se sabe que en áreas considerablemente grandes pueden estar miles de cigarras cantando al unísono, en un gigantesco coro con la misma frecuencia.
Pero lo más increíble de este insecto se encuentra en algunos aspectos de su ciclo vital. La mayor parte de su vida, la cigarra permanece en estadio de ninfa bajo tierra, en forma de un insecto excavador sin alas que se alimenta de raíces. Tras varios años y respondiendo a una señal que aún nos es desconocida, emerge a la superficie, trepa por una rama o hierba y, deshaciéndose de la cubierta de su antigua piel, se transforma en imago, en el insecto alado que a todos nos es familiar. Le espera una etapa corta, de unas semanas, en la que se dedicará única y exclusivamente a las labores reproductivas, que comienzan con el cortejo, es decir, con el canto. Durante estas semanas las cigarras no se alimentan y, tras cumplir su ciclo – haberse apareado tantas veces les haya sido posible a los machos y haberse apareado y poner los huevos las hembras- mueren. Lo maravilloso de esta historia es el tiempo que permanecen en formas de ninfa y el momento en el que eclosionan. La fase subterránea dura 5, 13 ó 17 años, dependiendo de la especie. Cuando las cigarras de una especie determinada eclosionan, lo hacen de forma sincrónica, el mismo año y el mismo día, apareciendo por tanto repentinas poblaciones explosivas de cigarras que no volverán a verse hasta pasado otro ciclo completo. Hay una ventaja adaptativa evidente en el hecho de hacer acto de presencia de forma masiva cada determinado número de años y mantener una ausencia absoluta durante el resto: Cuando repentinamente surge una “plaga” de cigarras, todos los predadores potenciales dirigen sus ojos hacia ellas. Gatos, murciélagos, cernícalos, mochuelos, gorriones, zorros, … se entregan a un opíparo festín de plato único que durará sólo unos días y del que pronto acaban saciados. Aún así, el porcentaje de individuos de cigarra predados durante ese tiempo es siempre considerablemente menor que el que resultaría de una aparición anual. En el caso de eclosionar de forma aleatoria y todos los años, el tiempo total al que estarían expuestas el mismo número de cigarras al mismo de depredadores durante ese período sería tantas veces mayor como años del ciclo. Por otro lado, está comprobado que tras unos días de banquete desmedido, a los comedores de cigarras les disminuye la apetencia por tan abundante bocado, aumentando así el beneficio del sistema para el insecto. Además, los predadores no tienen forma de predecir cuándo se producirá el banquete y no están programados genéticamente para anticiparse a él. Sólo se beneficiarán de él quienes casualmente se encuentren en el lugar adecuado en el momento adecuado. Otra ventaja es que difícilmente podría especializarse un predador en la captura del insecto, dados los amplios períodos de tiempo en el que no están presentes. De no ser que el predador en cuestión tuviese un ciclo temporal idéntico al de la cigarra, apareciendo cada ciertos años coincidiendo con las eclosiones masivas de cigarras. Y he aquí el aspecto más fascinante de la biología de este insecto: Los intervalos entre eclosiones de las distintas especies de cigarras son siempre números primos (5,13,17,…) con lo que esquivan cualquier posible coincidencia con el ciclo vital de otro predador que se ciñese a patrones más comunes, como 2, 4 o 6 años. Matemáticamente, está demostrado que los números primos son los más difíciles de imitar en la naturaleza, por lo que las sucesivas generaciones de cigarras estarían prácticamente blindadas frente a cualquier insectívoro especializado en su captura. Se trata de una especie protegida por la aritmética.


Ninfa de cigarra




10 comentarios:

  1. Absolutamente descolocante y fascinante. Enhorabuena por el artículo.

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  2. Genial.
    No dejáis de sorprenderme, ni la Matemática, ni la Naturaleza, ni Tú.
    ¿Se lo puedo pasar a mis alumnos?

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  3. Joder, Eloy. Me alegro que te guste. Y, por supuesto, sería todo un honor que se lo pasases a tus alumnos.
    Salud

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  4. Extraordinario artículo. Increíble el tema. Sólo una humilde crítica constructiva: En varias ocasiones hablas en el artículo de "cigarras" en términos genéricos, lo cual tiene su lógica, dado que no trata de un artículo en el que la entomología o la taxonomía del insecto sea lo principal. Pero no me parece tan lógico el que dejes sin clasificar a los animales de las fotos. Un artículo tan bueno quedaría redondo si añadieses los nombres científicos de los animales que aparecen en las ilustraciones, cosa que por cierto sueles hacer en el resto de los escritos. Por lo demás, lo que ya he dicho, me parece un tema impresionante abordado de una forma preciosa.
    Un saludo desde Iparralde.

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  5. Estimado Jon. Efectivamente quedaría mucho más riguroso si pusiese el nombre de las cigarras de las fotografías. El problema no es otro que mi supina ignorancia. Documentándome he llegado a la conclusión de que el imago de la primera umagen puede ser Cicada barbara, pero no lo tengo tan claro como para aseverarlo poniéndole el nombre en la foto. Y respecto a la segunda fotografía, es que no tengo ni la más remota idea de que especie se trata. Género Cicada, pero especie... Si alguien pudiera echar una ayuda, sería muy de agradecer.
    Lo siento, Jon. Y muchas gracias por tu crítica.
    Salud.

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  6. Hay una cosa que no me cuadra en todo ese lío de las cigarras. Ni un solo verano he dejado oir su grito estridente bajo el tórrido calor, lo que por otra parte es una melodía inseparable de esa estación del año. Si faltara, desaparecería parte del encanto estival. Por tanto, si esas especies aparecen cada tanto tiempo, ¿es que hay muchas especies diferentes que aparecen alternativamente?
    Por otra parte, hubo un otoño de hace ya quizás ocho o nueve años, en la que aparecieron de pronto miles de insectos desconocidos para mi, en una abundancia tal que resultaba completamente sorprendente. Los caminos estaban llenos de ellos, no podías andar sin pisarlos. Incluso daba un poco de miedo, hasta que pudimos comprobar que eran inofensivos. Sin embargo, no creo que fueran cigarras, porque aparecieron al final del verano y no al principio.
    En fin había oído hablar de esas especies cíclicas de insectos, pero ignoraba que la cigarra fuera uno de ellos

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  7. Creo que la respuesta a tu pregunta es un factor que quizás debería haber puesto en la entrada. No todas las especies de cigarra están sujetas a una aparición cíclica masiva, lo que exoplica que haya especies que podemos ver (y escuchar) verano tras verano. De hecho, la mayoría en las que se manifiesta este fenómeno son especies norteamericanas, aunque en el Mediterráneo y en la Península Ibérica también contamos con cigarras cíclicas. Las del género Cicadetta y Diceroprocta son algunas de ellas.
    Muchas gracias por tu comentario.

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  8. Estimado Manolo. Quería felicitarle por el blog y preguntarle si sabe la procedencia de la segunda fotografía, de qué página la ha sacado? Estamos preparando una exposición y nos gustaría utilizarla. Muchas gracias

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  9. Muchas gracias, Zaida, por seguir el blog y por tus palabras. Me alegro mucho que te guste. La fotografía de la ninfa de cigarra proviene de una web en la que aparece sin derechos y cuyo enlace te he mandado a través del correo. Un saludo.

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  10. Manolo, fantastico trabajo. Aunque conocido el tema, me ha fascinado la forma de narrarlo y siempre se aprende algo. Enhorabuena

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