Los escarabajos tigre repelen los ataques de los murciélagos con la imitación ultrasónica
14 de mayo de 2024
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por el Museo de Historia Natural de Florida.
Los murciélagos, como principal depredador de los insectos nocturnos voladores, crean una presión selectiva que ha llevado a muchas de sus presas a evolucionar un sistema de alarma temprana de cierto tipo: oídos sintonizados de manera única a la ecolocalización de alta frecuencia de los murciélagos. Hasta la fecha, los científicos han encontrado al menos seis órdenes de insectos, incluyendo polillas, escarabajos, grillos y saltamontes, que han evolucionado oídos capaces de detectar ultrasonidos.
Pero los escarabajos tigre llevan las cosas un paso más allá. Cuando escuchan a un murciélago cerca, responden con su propia señal ultrasónica, y durante los últimos 30 años, nadie ha sabido por qué.
'Es una idea tan extraña para los humanos: estos animales volando por la noche tratando de atraparse entre sí en esencialmente una oscuridad total, usando el sonido como su forma de comunicarse,' dijo Harlan Gough, autor principal de un nuevo estudio publicado en la revista Biology Letters que finalmente resuelve el misterio. Durante su investigación doctoral en el Museo de Historia Natural de Florida, razonó que los escarabajos tigre deben recibir un beneficio importante de hacer el sonido, ya que también ayudaría a los murciélagos a localizarlos.
Los escarabajos tigre son el único grupo de escarabajos que los científicos conocen que parecen producir ultrasonidos en respuesta a la depredación de murciélagos. Se estima que el 20% de las especies de polillas, sin embargo, se sabe que tienen esta habilidad y proporcionan una referencia útil para entender el comportamiento en otros insectos. 'Este fue un estudio realmente divertido porque pudimos desglosar la historia capa por capa,' dijo Gough.
Los investigadores comenzaron confirmando que los escarabajos tigre producen ultrasonidos en respuesta a la depredación de murciélagos. A medida que los murciélagos vuelan por el cielo nocturno, periódicamente envían impulsos ultrasónicos, que les dan instantáneas de su entorno. Cuando un murciélago ha localizado una presa potencial, comienza a hacer clic más frecuentemente, lo que le permite bloquear sus objetivos.
Esto también crea una secuencia de ataque de ecolocalización de murciélago distintiva, que los investigadores interpretaron para los escarabajos tigre para ver cómo responderían. Cuando un escarabajo vuela, su caparazón duro se abre para revelar dos alas traseras que generan elevación. Los élitros, que anteriormente cubrían las alas, son protectores y no ayudan con el vuelo. Estos normalmente se mantienen levantados y fuera del camino.
Los investigadores pasaron dos veranos en los desiertos del sur de Arizona y recolectaron 20 especies diferentes de escarabajos tigre para estudiar. De estos, siete respondieron a las secuencias de ataque de murciélagos balanceando levemente sus élitros hacia atrás. Esto hizo que las alas traseras en movimiento golpearan los bordes traseros de los élitros, como si las dos parejas de alas estuvieran aplaudiendo. A los oídos de un humano suena como un zumbido tenue, pero un murciélago recogería las frecuencias más altas y escucharía al escarabajo alto y claro.
'Responder a la ecolocalización de murciélagos es una habilidad mucho menos común que simplemente poder escuchar la ecolocalización,' dijo Gough. 'La mayoría de las polillas no cantan estos sonidos a través de sus bocas, como pensamos en los murciélagos ecolocalizando a través de su boca y nariz. Las polillas tigre, por ejemplo, usan una estructura especializada en el lado del cuerpo, por lo que necesitas esa estructura para hacer ultrasonidos, así como oídos para escuchar al murciélago.'
Algunas polillas pueden interferir el sonar de los murciélagos produciendo varios clics en una sucesión rápida y cercana. Los investigadores rápidamente descartaron esta posibilidad para los escarabajos tigre, sin embargo, ya que producen ultrasonidos que son demasiado simples para tal hazaña.
En cambio, sospechaban que los escarabajos tigre, que producen benzaldehído y cianuro de hidrógeno como productos químicos defensivos, estaban utilizando ultrasonidos para advertir a los murciélagos que son nocivos, como muchas polillas hacen.
'Estos compuestos defensivos han demostrado ser efectivos contra algunos depredadores de insectos,' dijo Gough. 'Algunos escarabajos tigre, cuando los sostienes en tu mano, puedes realmente oler algunos de esos compuestos que están produciendo.'
Probaron su teoría alimentando 94 escarabajos tigre a murciélagos marrones grandes, que comen una amplia variedad de insectos pero muestran una fuerte preferencia por los escarabajos. Para su sorpresa, 90 fueron completamente comidos, mientras que dos fueron solo parcialmente consumidos, y solo dos fueron rechazados, lo que indicaba que los productos químicos defensivos de los escarabajos hacen poco para disuadir a los murciélagos marrones grandes.
Según Akito Kawahara, director del McGuire Center for Lepidoptera and Biodiversity del museo, esta fue la primera vez que los científicos examinaron si los escarabajos tigre eran realmente nocivos para los murciélagos.
'Incluso si identificas un químico, eso no significa que sea una defensa contra un depredador en particular,' dijo Kawahara. 'En realidad no lo sabes hasta que haces el experimento con el depredador.'
It turned out tiger beetles don't use ultrasound to warn bats of their noxiousness. But there was one last possibility. Some moths produce anti-bat ultrasound even though they are palatable. Scientists believe these moths are trying to trick bats by acoustically mimicking the ultrasonic signals of genuinely noxious moth species.
Could tiger beetles be doing something similar? The researchers compared recordings of tiger beetle ultrasound, collected earlier in the study, with recordings of tiger moths already in their database. Upon analyzing the ultrasonic signals, they found a clear overlap and the answer to their question.
Tiger beetles, which do not have chemical defenses against bats, produce ultrasound to mimic tiger moths, which are noxious to bats.
But this behavior is limited to tiger beetles that fly at night. Some of the 2,000 species of tiger beetles are active exclusively during the day, using their vision to chase and hunt smaller insects, and don't have the selective pressure of bat predation. The 12 diurnal tiger beetle species that the researchers included in the study are evidence of this.
'If you get one of those tiger beetles that goes to sleep at night and play bat echolocation to it, it makes no response at all,' Gough said. 'And they seem to be able to pretty quickly lose the ability to be afraid of bat echolocation.'
Researchers suspect there may be even more undiscovered examples of ultrasonic mimicry, given how understudied the acoustics of the night sky are.
'I think it's happening all over the world,' Kawahara said. 'With my colleague, Jesse Barber, we have been studying this together for many years. We think it's not just tiger beetles and moths. It appears to be happening with all kinds of different nocturnal insects, and we just don't know simply because we haven't been testing in this manner.'
These delicate ecological interactions are also at risk of being disrupted soon. Acoustic mimicry needs a quiet environment to work, but human impacts like noise and light pollution are already altering what the night sky looks and sounds like.
'If we want to understand these processes, we need to do it now,' Kawahara said. 'There are amazing processes taking place in our backyards that we can't see. But by making our world louder, brighter and changing the temperature, these balances can break.'
Juliette Rubin, former graduate student at the University of Florida and Jesse Barber of Boise State University were also authors on the study.
Journal information: Biology Letters
Provided by Florida Museum of Natural History