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

Sir David Attenborough

miércoles, 21 de marzo de 2012

Pulgones (Vida y milagros)

Escena familiar de una pulgona con sus hijas.


No parecen, a priori, una de esas especies ante las que un naturalista podría pasar horas de observación. No poseen la majestad o grandiosidad de otros animales, sobrepasando raramente el milímetro. No se trata tampoco de criaturas raras o escasas, siendo por el contrario, desmesuradamente abundantes y habitando en casi cualquier rincón templado del planeta. Sin embargo, ello no quiere decir en absoluto que sean seres vulgares o de vida poco interesante. Nada más lejos de la realidad, a poco que nos acerquemos algo a ellos, afinemos la vista y nos interesemos un poco por descubrir las innumerables sorpresas que nos deparan.
De hecho, lupa en mano, me veo escrutando unas plantas de habas para entrometerme en la vida de los pocos pulgones (mejor dicho, pulgonas) que en estos primeros días de primavera permanecen discretamente escondidas entre las axilas de las hojas y las brácteas. Nada hace sospechar que se trata de la avanzadilla de lo que pudiera llegar a ser un auténtico ejército de vampiros diseñados para expropiar y asolar mis hoy lozanas seis líneas de habas.

Pero, vayamos por partes. Esas tímidas pulgonas acaban de nacer de los huevos depositados el pasado otoño por sus progenitores en las plantas y hierbas de los linderos. De esos huevos nace una generación de pulgonas sin alas especialmente dotadas para la marcha y, en consecuencia, emprenden una peregrinación hasta encontrar una planta que les dé cobijo y alimento. Cada especie se encuentra especializada en una o varias especies de planta, de las que extrae mediante su trompa la savia que les sirve de alimento. Existen pulgones especializados en la soja, en el rosal, en las habas, en el abeto, en el ciprés, en el sauce, en la amapola, en el cardo, etc.,…
La primera sorpresa que nos tiene reservado el increíble ciclo biológico de los pulgones (o de los áfidos, para hablar con más propiedad) es que, absolutamente todos los ejemplares nacidos en esta primera generación, son hembras. Una vez localizada la planta en la que se establecerán – una planta de habas de mi huerto, por ejemplo- comienzan a parir multitud de crías. Y es que, en un caso insólito entre los insectos, los pulgones paren literalmente a sus crías, siendo estas ejemplares completamente formados en miniatura en lugar de larvas. Pero lo más sorprendente es que estas hembras dan a luz a su progenie sin la mediación de macho alguno. O dicho de otra manera, cual protagonista de una narración divina, paren siendo vírgenes (o virginíparas, como las denominan los entomólogos). Se trata de un caso de partenogénesis, de reproducción asexual en la que no interviene la fecundación y en la que no existe la meiosis celular. Las crías son, por tanto, genéticamente idénticas a sus madres, copias clónicas que en menos de una semana imitarán a su madre y comenzarán a parir pequeñas pulgonas sin parar.

Impresionante fotografía de pulgona pariendo a su hija (Shiper Wu, Univ. Nacional de Taiwan)

Rápidamente, a medida que suben las temperaturas primaverales, el tamaño de la colonia experimenta un crecimiento exponencial, llegando las plantas parasitadas a estar literalmente cubiertas por una capa de pulgonas que dedican su sedentaria vida exclusivamente a succionar savia y a parir hijas. Una explosión biológica así no puede pasar desapercibida al resto de criaturas que comparten hábitat con los pulgones, existiendo de hecho varias especies de insectos, como la mariquita, la mosca cernícalo o la crisopa, altamente especializados en devorar a los pequeños invasores. Las poblaciones de estos se incrementan o disminuyen a la par que las de los pulgones, dependiendo absolutamente de ellas.


La crisopa es un precioso y delicado insecto de ojos metalizados que se alimenta fundamentalmente de pulgones.

Mariquita zampándose a un pulgón, presa en la que está especializada.


Otras especies, como ciertas hormigas, han desarrollado en cambio un elaborado sistema simbiótico que se asemeja en algunos aspectos con comportamientos humanos como la ganadería. Estas hormigas se alimentan de una melaza azucarada que segregan los pulgones cuando aquellas estimulan con sus antenas los dos apéndices que estos tienen en la parte posterior del abdomen, de forma análoga a como un pastor ordeñaría a sus ovejas. Las hormigas recorren sin cesar la colonia de pulgones, vigilando que no sean molestados por ningún predador, e incluso toman delicadamente entre sus mandíbulas a pequeños pulgones que depositan en otras ramas o en otras plantas para que sean colonizadas.

Hormigas pastoreando un rebaño de pulgones.



Pero sigamos con el increíble ciclo de los pulgones. A mediados o finales de verano, cuando las plantas parasitadas se encuentran extenuadas, la población de depredadores es ya demasiado alta y la colonia es excesivamente densa, algún resorte biológico hace que las pulgonas comiencen ahora a parir una generación de crías con alas. Estas, llamadas “hembras exiliadas”, cuando alcanzan la madurez emprenden el vuelo hasta que alcanzan una corriente de aire que las arrastrará lejos de su colonia. A la deriva y sin ningún esfuerzo, pueden ser arrastradas por una leve brisa a kilómetros de distancia y a miles de metros de altura. Aunque muchas acaben en sitios tan dispares como el estómago de un vencejo o la luna de un coche, otras tendrán la fortuna de finalizar su impresionante periplo en una planta de cuya savia se puedan alimentar. Y entonces comenzarán a fundar nuevas colonias de la mejor forma que saben: Pariendo nuevas hembras sin parar. Hembras sin alas que, a su vez parirán a otras idénticas a ellas.
Pero en un momento dado, con la llegada del otoño, las temperaturas diurnas comienzan a remitir, las noches empiezan a ser más frías y, sobre todo, las horas de luz disminuyen. Es la señal que necesitan las pulgonas para despertar en ellas otro mecanismo que las hace ahora parir a machos alados. En una semana, estos utilizarán el viento como agente de dispersión y buscarán colonias lejanas en las que fecundar a hembras para, a continuación, dar por finalizada su fugaz aunque intensa existencia.

Macho alado de pulgón.

Las hembras fecundadas, las primeras en conocer varón en muchas generaciones de antepasadas, antes de que llegue definitivamente el frío invernal emprenderán su último cometido. Se alejarán andando de la colonia para buscar un lugar protegido, unas ramitas o la corteza de un arbusto, en el que depositar sus huevos. Estos permanecerán latentes y ocultos durante la larga estación fría para, en la primavera, dar inicio de nuevo al increíble ciclo.
Pero el repertorio de sorpresas que encierra el mundo de los pulgones no acaba aquí. Cada uno de estos diminutos insectos es, en realidad, dos especies en una. Su aparato digestivo alberga a una especie de bacteria, la Buchnera aphidicola, cuyo único hábitat posible en el planeta es el organismo de los pulgones. Es un endosimbionte – un organismo que vive dentro de otro- que produce aminoácidos sin los cuales el pulgón no podría obtener los nutrientes necesarios alimentándose, como lo hace, exclusivamente de savia.

Todo esto haría que los pulgones poseyesen méritos sobrados para ser considerados seres excepcionales y extraordinarios. Pero aún pueden ser fuente de asombro, concretamente con un fenómeno que ha desconcertado a numerosos científicos de un tiempo a acá. Los pulgones, según la especie y su fuente de alimentación, pueden presentar diversas coloraciones, variando desde los más diversos tonos de verde, al negro, violeta, rosa, naranja, amarillo, rojo o azulado. Ello no sería algo notable si no fuese porque los colores se deben a pigmentos naturales llamados carotenos. Estos pigmentos son moléculas muy complejas, originadas gracias a intrincados procesos bioquímicos y que se encuentran en los tejidos de las plantas, aunque no en su savia (pues no son hidrosolubles), de la que se alimentan los pulgones, por lo que algunos entomólogos comenzaron a sospechar que su origen no eran los vegetales en los que viven los pulgones. Cuando los científicos descartaron a los simbiontes del aparato digestivo de los pulgones como origen de estos carotenos, la incógnita fue tomando envergadura. Y es que, en teoría, ningún animal puede sintetizar los carotenos. Sólo las plantas, algunos hongos y algunas bacterias son capaces de fabricar estas sustancias que, por otro lado, son cruciales para muchos animales – nosotros entre ellos-. Cuando se comenzó a cotejar la inmensa base de datos de secuencias genéticas de la Universidad de Arizona (la mayor recopilación del mundo), salió a la luz un hecho sorprendente: Tanto la secuencia genética, como la combinación de enzimas que originan, como la disposición de las mismas en el genoma, era idéntica a la de algunos hongos del género Phycomyces. Según los autores del hallazgo se trata de un insólito caso de transferencia horizontal de genes entre hongos e insectos. El cómo tuvo esta lugar en algún momento de la evolución aún es un enigma. Estaríamos ante un caso semejante al de la Elysia Chlorotica, pequeña babosa marina de la que ya hablamos en una entrada anterior denominándola “la especie elegida”, pues, siendo animal, posee la capacidad de realizar la fotosíntesis como las algas de las que alimenta. Tanto en este, como en el de los pulgones, estaríamos hablando de auténticos casos de transgénicos naturales, algo que, aunque relativamente habitual entre los microbios, es absolutamente excepcional entre los animales. Esperemos que la incipiente ciencia de la genómica nos resuelva estos interrogantes. Aunque las respuestas nos conduzcan a otros nuevos.

Pulgones amarillos cargados de carotenos, probablemente licopenos, los mismos que producen las tomateras.

Nuevamente, nos encontramos con una criatura que aglutina un cúmulo de verdaderos prodigios de la evolución aunque, dados su humilde tamaño y su omnipresencia, tiene muchas posibilidades de pasar desapercibido ante nuestros ojos. La vida y milagros de estos diminutos seres nos enseñan entre otras cosas que, cuando domesticamos y pastoreamos rebaños de herbívoros, cuando clonamos animales como la oveja Dolly, cuando originamos variedades transgénicas o cuando creamos mitos en los que las vírgenes dan a luz, no estamos haciendo nada nuevo que no haya ocurrido ya entre los pulgones.

8 comentarios:

  1. Vaya con los pulgones. Me había asustado, Manolo. Pensaba que no había machos. Pero ya veo que llegan alados y en el otoño, con la luz declinando y el olor a tierra mojada. De vivir sólo unos días o semanas yo también preferiría esos días. Que ganas de que llueva, madre mía...

    ResponderEliminar
  2. Para abundar más en el conocimiento de estos animalillos comentar que en el sudeste asiático, fundamentalmente en Borneo, se ha descubierto recientemente que algunas especies muestran una asociación especial con las hormigas pastoras del género Dolichoderus. Estas hormigas no tienen hormigueros bajo tierra, sino que forman campamentos agrupándose toda la colonia en una determinada planta (como hacen las hormigas cazadoras), y se mueven de un lado a otro de la selva, transportando con ellas a los pulgones de los que se alimentan. Estos pulgones, a diferencia de otros de su grupo, se pueden alimentar de casi doscientas especies de plantas distintas; su único requerimiento es que tienen que ser plantas jóvenes en proceso de desarrollo. En este estado, la sabia de las plantas transporta, además de azúcares, muchos aminoácidos, por lo que la melaza que producen estos pulgones es muy rica en ambos nutrientes, y estas hormigas se alimentan exclusivamente de ella, y no necesitan buscar fuentes adicionales de proteínas. Así que las hormigas se encargan de transportar a sus rebaños de pulgones de unas plantas a otras a medida que estas crecen y se vuelven incomestibles para ellos, incluso albergan a las hembras preñadas y las crías en el interior de sus colonias, protegíendolas de depredadores. Es más, los pulgones han desarrollado formas, estructuras y comportamientos que facilitan este transporte: los del género Malaicoccus tienen un asa reforzada en su cabeza, por donde son asidos por las hormigas; los del género Bolbococcus tiene una especie de gancho en la parte posterior de su cuerpo; y los de los géneros Hippeococcus y Doryphorococcus se suben a las hormigas como si jinetes fuesen, para ser desplazados de un lugar a otro. Cuando una nueva reina sale de la colonia de hormigas para fundar su propia colonia, se lleva con ella una hembra de pulgón para formar su propio rebaño. Como podemos comprobar, hasta la trashumancia fue "inventada" en el mundo de los pulgones.

    ResponderEliminar
  3. Pues sí Pedro. Comparto totalmente contigo los deseos de reencarnarme en pulgón macho y los de que llueva (a cántaros). Y totalmente impresionante, Antonio, lo de las hormigas y pulgones trashumantes. Lo que sería interesante es discernir si son las hormigas las que utilizan a los pulgones, como parece a simple vista, o es a la inversa. ¿Quien obtiene más beneficios de la asociación? ¿A quien le resulta más imprescindible? Porque antes de que el comportamiento de las hormigas evolucionase hasta hábitos tan complejos como el de las hormigas ordeñadoras, ganaderas y trashumantes, hubo pulgones que secretaban melaza apetecible para las hormigas ¿No? ¿Qué fue antes, el huevo o la gallina? Un saludo.

    ResponderEliminar
  4. Lo de la secuencia genética del Phycomices en los pulgones es alucinante. Y no me extrañaría que casos así resultaran no ser tan excepcionales en animales, plantas y hongos como ahora parece pues cosas así son todavía complicadas de localizar. Solo cuando uno compara las secuencias genéticas de dos especies dispares concretas puede encontrarse algo y hay tantas especies... Hasta principios de este siglo fue imposible verificar fehacientemente que había planetas orbitando alrededor de otras estrellas: ahora ya se conocen cuando menos 500. Los primeros extremófilos que se descubrieron hacia los 80 parecieron una rara excepción al principio y ahora son, relativamente, "pan de cada día". Pero bueno, para confirmarlo o desmentirlo, el tiempo ya dirá (tal vez). Muy interesante. Muchas gracias.

    ResponderEliminar
  5. Disfruto mucho leyendo tus articulos, no solo por la materia que se expone, sino por la forma en que se plasma.. es bastante cautivador.

    Cada vez que observo un simbiosis tan comoplejo e "imposible" pienso en lo fragil que es la naturaleza y lo poco que lo valoramos los humanos popularmente. aveces da verguenza ser humano :D

    ResponderEliminar
  6. Disfruto mucho leyendo tus articulos, no solo por la materia que se expone, sino por la forma en que se plasma.. es bastante cautivador.

    Cada vez que observo un simbiosis tan comoplejo e "imposible" pienso en lo fragil que es la naturaleza y lo poco que lo valoramos los humanos popularmente. aveces da verguenza ser humano :D

    ResponderEliminar
  7. Hola Manolo,

    En respuesta a tu pregunta ¿qué fue antes el huevo o la gallina? Pues fue e huevo. Las aves y los mamíferos proceden evolutivamente de los reptiles, y los reptiles ya ponían huevos antes de que se originaran las aves ;)

    Un saludo.

    ResponderEliminar
    Respuestas
    1. Entonces, que fue antes el huevo o el reptil?

      Eliminar