Un estudio realizado por un científico de Texas A&M AgriLife Research brinda información clave sobre los cambios que ocurren en las langostas que conducen a enjambres de proporciones bíblicas.

El estudio de AgriLife Research se destaca en el artículo "Reutilización sexual del aposematismo juvenil en langostas", publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences. (PNAS ).

Greg Sword, Ph.D., científico de AgriLife Research y presidente de Charles R. Parencia en el Departamento de Entomología, comenzó el estudio hace 15 años en la Universidad de Sydney en Australia con el colaborador Darron Cullen, Ph.D., zoólogo de la la Universidad de Lincoln en Inglaterra. Cullen era el estudiante de doctorado de Sword en ese momento.

Durante esos 15 años, mientras trabajaba en los laboratorios de Katholieke Universiteit Leuven, Bélgica, y la Universidad de Cambridge, Reino Unido, Cullen manipuló una sola proteína que controlaba la coloración de la langosta. Como muestra el estudio recientemente publicado, el gen sirve para múltiples propósitos y proporciona varias funciones adaptativas basadas en la edad, el sexo y la densidad de población circundante de una langosta.

Las langostas del desierto, Schistocerca gregaria, son las langostas de fama bíblica. Son una especie de saltamontes que exhiben un ejemplo extremo de plasticidad fenotípica llamada polifenismo de fase, lo que significa que las características morfológicas y de comportamiento de estos insectos pueden cambiar drásticamente dependiendo de su densidad de población, dijo Sword.

Sword es miembro del Instituto de Investigación de Plasticidad del Comportamiento financiado por la Fundación Nacional de Ciencias, una importante iniciativa de varias instituciones que investiga específicamente la plasticidad fenotípica de la langosta.

La publicación revela una dimensión sexual previamente desconocida del polifenismo de fase de las langostas del desierto, dijo Cullen. Los hallazgos sugieren que las langostas representan un modelo para investigar las contribuciones de la selección natural frente a la sexual en la evolución de la plasticidad fenotípica.

"Básicamente, son los machos que señalan a los machos en el caos del enjambre, 'Mira, soy un macho, y no tiene sentido saltar sobre mí porque estarías perdiendo tu tiempo y energía'", dijo Cullen. "Los machos se benefician de este mecanismo cooperativo de evasión, por lo que concentran sus esfuerzos en las hembras para el éxito del apareamiento".

Identificar el gen que desencadena el cambio de color

Las langostas de vida solitaria, "solitarias", cambian hacia la "fase gregaria" a densidades de población más altas. Las langostas gregarias son más activas y socialmente cohesivas, y su patrón de color cambia, dijo Sword.

"El comportamiento y otros cambios son radicales", dijo. "Es por eso que la gente alguna vez creyó que en realidad eran especies diferentes, pero son solo estos cambios morfológicos y de comportamiento que son provocados por las densidades de población que en última instancia pueden conducir a enjambres masivos de langostas".

Las langostas juveniles en bajas densidades de población son de color verde o arena, lo que coincide con su fondo de camuflaje, dijo. Pero a altas densidades cambian a una coloración aposemática amarilla y negra contrastante destinada a disuadir a los depredadores. Al llegar a la edad adulta, las langostas de alta densidad se restablecen a un color marrón apagado, pero unos días más tarde los machos se vuelven de color amarillo brillante.

El estudio reciente de Sword y Cullen muestra que el mismo gen de la "proteína amarilla", expresado tanto en machos como en hembras como juveniles, se está reutilizando como una señal entre machos en condiciones de enjambre.

El papel de la 'proteína amarilla'

Los colores de fondo verde o amarillo arena predominantes de estos saltamontes dependen de la expresión de una "proteína amarilla" que se une a los carotenoides, dijo Sword.

Mediante el uso de interferencia de ARN, Cullen, Sword y los otros colaboradores determinaron que el amarillamiento gregario de los machos actúa como una advertencia para evitar el acoso sexual equivocado de otros machos.

Cullen dijo que también probaron para ver si la coloración era una señal para las hembras de que los machos eran compañeros aptos, pero no hizo ninguna diferencia en la elección de pareja de las hembras.

"Necesitan usar su energía limitada de manera efectiva en un entorno de enjambre", dijo Cullen. "La coloración es una señal que reduce la confusión y aumenta el éxito de apareamiento en medio de un enjambre".

El estudio fundamental de la langosta podría guiar la investigación y los métodos de control

Sword y Cullen creen que la nueva investigación centrada en un papel fundamental en el cambio de solitario a gregario podría conducir a mejores métodos de control y evitar la devastación por enjambres.

En 2020, un enjambre de langostas en África Oriental amenazó el sustento del 10 % de la población mundial a medida que arrasaba el Medio Oriente y el suroeste de Asia, causando miles de millones de dólares en daños a la agricultura y dejando a millones de personas enfrentando la hambruna.

Los enjambres son fuerzas impredecibles de la naturaleza, dijo Sword, pero comprender cómo estos saltamontes y su entorno crean las condiciones para que se transformen en langostas podría ayudar a predecir aumentos repentinos de población y desarrollar métodos de control para interrumpir el cambio o intervenir antes de que se conviertan en enjambres.

Los científicos han sabido sobre el cambio de color en las langostas macho durante más de 100 años, pero el descubrimiento de un solo gen que controla la coloración es un paso clave para responder preguntas fundamentales sobre las langostas, dijo Sword.

"Esta es información fundamental y no queremos adelantarnos con aplicaciones más amplias", dijo Sword. "Pero a menudo hablamos de comprender el comportamiento, y esto se relaciona con el comportamiento sexual, lo que conduce a más langostas. Por lo tanto, tratar de comprender su comportamiento es un paso en la dirección correcta para resolver los problemas relacionados con los enjambres de langostas". + Explora más

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