Environment Panama , Panamá, Wednesday, June 16 of 2021, 16:10

Relaciones mutualistas: por qué los gorgojos no son tan "malos"

El biólogo brasileño Bruno de Medeiros explora las misteriosas compensaciones entre las plantas y sus polinizadores y por qué son importantes para la economía y los ecosistemas brasileños

STRI/DICYT La próxima vez que abra una bolsa de arroz o una caja de macarrones con queso, solo para descubrir una invasión de pequeños escarabajos de pico largo (gorgojos), considere esto: hay más de 60,000 especies de gorgojos en el mundo, más que todas especies de mamíferos, aves, reptiles y anfibios combinadas. Y aunque puede comer gorgojos del arroz de forma segura (¡proteínas añadidas!) o matarlos almacenando los granos infestados en el congelador, esta plaga causa pérdidas económicas considerables en todo el mundo. Pero miles de otras especies de gorgojos son beneficiosas, ya que polinizan plantas de orquídeas y cícadas hasta dátiles y palmas aceiteras, además unen uno de los ecosistemas más hermosos y biodiversos del planeta.

 

“Históricamente, nadie sabía cómo se polinizaban las palmas: por ejemplo, hasta la década de 1970 se pensaba que las palmas aceiteras eran polinizadas por el viento, pero el descubrimiento de que eran polinizadas por gorgojos lo convirtió en un cultivo viable a nivel mundial”, explica Bruno de Medeiros, quien está terminando una beca postdoctoral en el Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales (STRI) y acaba de aceptar un nuevo trabajo en el Field Museum de Chicago como Curador Asistente Negaunee en Biología de Polinización.

 

“Los productores de palma aceitera empezaron a importar un gorgojo polinizador de África (Elaedobius kamerunicus) que mejora enormemente el rendimiento, al igual que los productores de árboles frutales introducen abejas como polinizadoras. Esta historia en particular no tiene un final feliz desde el punto de vista del medio ambiente, ya que la producción de palma aceitera a gran escala permitió una deforestación tropical masiva. Pero las palmas son algunos de los árboles más abundantes y sus frutos son importantes desde el punto de vista ecológico, cultural y económico para los mercados mundiales y para alimentar a la población local en todas partes, por lo que es fundamental saber qué los poliniza y utilizar esa información para construir sistemas más sostenibles".

 

Una Tercera Vía para el Amazonas

 

Bruno se unió recientemente a un proyecto llamado Amazon 4.0, para definir una Tercera Vía para el Amazonas. Brasil es la nación número uno del mundo en términos de diversidad biológica, seguida de Colombia e Indonesia. Al principio, los esfuerzos para conservar la Amazonía se centraron en el establecimiento de áreas protegidas (la Primera Vía), pero los modelos de desarrollo económico enfatizaron la explotación intensiva de recursos (la Segunda Vía). La Tercera Vía tiene como objetivo empoderar a las personas para que utilicen los recursos locales, así como también utilizar la tecnología para monitorear y aprender sobre el medio ambiente antes de que llegue a un punto de inflexión en el que el ecosistema ya no pueda sostenerse por sí mismo.

 

“La idea de toda la iniciativa es, en última instancia, construir cadenas de valor basadas en productos que dependen de un bosque en pie y pueden generar desarrollo económico, comentó Bruno, “Las palmas son sin duda algunas de las plantas más útiles en las selvas tropicales en general y en la Amazonia en particular."

 

El papel de Bruno en este proyecto es ayudar a diseñar un laboratorio móvil para realizar investigación genética en el campo, pero también está ideando otras formas de utilizar la nueva tecnología para aprender más sobre biología. La próxima vez que usted publique la foto de una flor en las redes sociales, es posible que, sin saberlo, participe en uno de los experimentos de Bruno.

 

“Estoy usando inteligencia artificial para reconocer las interacciones entre insectos y flores en un conjunto de datos con millones de observaciones de la historia natural de los insectos de la aplicación iNaturalist, lo que me permitirá estimar cuántos y qué tipo de insectos están visitando las flores, y cuántos de estos insectos pueden estar alimentándose de las semillas de la planta que visitan".

 

Como estudiante de licenciatura, Bruno trabajó como pasante en el Museo de Zoología de la Universidad de Sao Paulo con el experto en diversidad de escarabajos, Sergio Vanin (1948-2020). En un viaje de recolección a la Serra do Cipó, en el sureste de Brasil, Vanin recogió gorgojos de un grupo de palmeras pequeñas que pensó que eran todas de la misma especie. Luego, un biólogo de plantas descubrió que en realidad eran dos especies de palmeras distintas. Vanin quería saber si cada especie de palmera tenía su propia especie de gorgojo polinizador, por lo que envió a Bruno para averiguarlo. Terminaron descubriendo una nueva especie de gorgojo, y Bruno tuvo la idea de que casi todas las plantas, especialmente en los trópicos, están asociadas con un grupo único de insectos, y que sus relaciones los vinculan a los bosques tropicales, uno de los ecosistemas más importantes, hermosos y diversos en la Tierra.

 

En la Reunión de la Red de Colecciones Entomológicas del 2020, Bruno ganó un premio Golden Net por su video corto que documenta 18.000 millas y seis viajes de campo trepando diferentes palmeras para descubrir sus polinizadores.

 

En el camino, descubrió que el polinizador más importante de uno de los árboles más comunes en el bosque tanto en Brasil como en Panamá es un gorgojo que no solo poliniza las flores, sino que también se alimenta de las semillas. Pero ¿por qué sacrificar tu semilla a un polinizador? Esto no parece tener sentido desde el punto de vista de la planta, especialmente porque las abejas y otros polinizadores de palmeras no comen semillas. De hecho, no se cree que los polinizadores que se alimentan de semillas sean muy comunes en la naturaleza, aunque Bruno sospecha que se pueden encontrar más.

 

Mutualismo

 

El ejemplo más famoso de un polinizador que se alimenta de semillas es la avispa del higo. Al igual que las palmeras, las altísimas higueras alimentan a monos, murciélagos e innumerables otros animales de la selva. La relación entre los higos y las minúsculas avispas que los polinizan es tan estrecha que ninguno de los dos puede vivir sin el otro. Los biólogos llaman a esto un mutualismo, y el asesor de Bruno en STRI, Allen Herre, ha dedicado gran parte de su carrera a comprender la conexión entre las especies de avispas y las especies de higos, una de las interacciones distintivas de los ecosistemas de bosques tropicales.

 

Las avispas hembra pueden volar casi 10 millas para encontrar la especie adecuada de higo para polinizar. Los higos sostienen sus flores dentro de la inflorescencia (lo que la mayoría de nosotros consideramos como el fruto del higo). Las avispas hembra embarazadas que transportan polen de otro árbol se cuelan dentro del higo a través de un agujero en el apice del fruto, perdiendo sus alas y antenas en el proceso. Las hembras esparcen polen mientras se mueven de flor en flor dentro del fruto, depositando huevos en algunas de las flores y finalmente mueren cuando su misión se completa.

 

Las avispas macho eclosionan primero y fertilizan a las hembras (en su mayoría sus hermanas) incluso antes de que emerjan las hembras. Luego, los machos, antes de morir, hacen pequeños agujeros en las paredes del higo, sin haber salido nunca de este. Finalmente, sus hermanas cubiertas de polen se arrastran por los agujeros y salen para polinizar más higos.

 

Allen y sus colaboradores, especialmente Charlotte Jander, piensan que las higueras tienen mucho control sobre esta relación. Cuando las avispas tramposas (avispas que no transportan polen) ponen huevos dentro del fruto, a veces la higuera parece castigar a la tramposa abortando el fruto y dejándolo caer al suelo antes de que las avispas puedan reproducirse.

 

La paradoja del buen polinizador/mal polinizador, o en este caso, del gorgojo bueno/gorgojo malvado (¿por qué las plantas apoyan a los polinizadores que se comen sus semillas, cuando podrían ser polinizadas por insectos menos dañinos como las abejas? Esta es una de las interrogantes con las que Bruno se levanta de la cama en las mañanas. En un caluroso día de marzo, descarga el equipo de escalada de la parte trasera de su automóvil en una calle secundaria en Gamboa, Panamá, preparándose para dirigirse hacia el bosque detrás de la casa de Allen Herre. Allen sale por un momento para saludarlo y recordarle a Bruno que tenga cuidado con Milagros, les contaremos sobre ella en un minuto.

 

Para su tesis doctoral en Harvard, Bruno expuso las relaciones evolutivas entre un grupo de especies de gorgojos y las palmeras que polinizan en el género Syagrus. Estas palmas están relacionadas con las palmas de coco y muchas de ellas producen semillas comestibles esenciales para la dieta de los animales del bosque y las comunidades rurales. En Panamá, Bruno pasará la mayor parte de su tiempo trepando una palmera común llamada Oenocarpus mapora, que no solo produce semillas valiosas, sino que sus tallos fibrosos son importantes en las comunidades rurales como material de construcción.

 

Después de colocar su equipo en una lona en el suelo del bosque, Bruno elige su equipo de escalada, se pone el casco, camina hacia una palma y coloca dos lazos de cuerda extra gruesos alrededor de su delgado tallo. Engancha su arnés a las cuerdas, pone el pie en una especie de estribo y asciende, deslizando un lazo por el vástago a la vez. Las estructuras que llevan las flores de esta palma, las inflorescencias de color amarillo a marrón rojizo se parecen a las trenzas de Beyonce, que cuelgan con gracia del área justo debajo de las hojas.

 

Nuevas especies de gorgojo

 

Uno de sus objetivos es recolectar y describir los numerosos insectos que polinizan esta especie. Bruno coloca una gran bolsa de plástico sobre la inflorescencia y la golpea con la mano, sacudiendo todos los polinizadores hasta el fondo de la bolsa. Hoy, cerca del final de la temporada de floración, solo hay un gorgojo, Anchylorhynchus bicarinatus, descrito por primera vez aquí en la estación de investigación del Smithsonian de Isla Barro Colorado en 1981.

 

Trabajará con Lourdes Chamorro en el Museo Nacional de Historia Natural del Smithsonian para identificar tantos gorgojos en sus muestras como sea posible. Bruno ya tiene 12 nuevas especies de gorgojos a su nombre, y tiene un centenar o más en su colección que sospecha que también serán nuevas especies.

 

¡Oh, no! Justo cuando Bruno se prepara para trepar a otra palma, ¡aparece Milagros el ciervo! Milagros, rescatada del Canal de Panamá por un residente de Gamboa cuando era una bebé, a veces acecha silenciosamente a la gente en caminatas nocturnas y a biólogos de campo errantes, tal vez en busca de alimento. Y cuando no recibe nada, a veces arremete contra la persona. Bruno se ha enfrentado a Milagros antes... grita y corre hacia ella y ella se escabulle entre la maleza. Ella es uno de los inconvenientes más extraños con los que se ha encontrado... generalmente toman la forma de un enjambre de hormigas que pican o un escorpión posado para atacar dentro de la inflorescencia de una palma. Bruno siempre lleva casco, gafas y guantes para evitar accidentes. Su experiencia de campo más aterradora ocurrió en Brasil cuando su asistente de campo se enfermó y se quedó en el auto, y él cayó, colgando boca abajo de su equipo de escalada por un tiempo hasta que logró enderezarse. “Solo tuve algunos rasguños, pero eso podría haber terminado mal si no hubiera tenido la forma adecuada en que coloqué las cuerdas”, comentó.

 

Subiendo por otro tallo, Bruno coloca bolsas de malla sobre grupos de hebras para excluir a todos los polinizadores de algunas flores y solo a las abejas o gorgojos de otras. Después de dos semanas y nuevamente después de un mes, Bruno descubrirá cuántas flores fueron polinizadas por cada una, cuántas semillas resultan, cuántas semillas son devoradas por los gorgojos y cuántas semillas fueron abortadas por la planta. Podrá calcular un costo-beneficio para el árbol... cuántas semillas está dando el árbol para "pagar" a los gorgojos para que la polinicen. Y usará la genética para descubrir qué tan lejos viajan los insectos con el polen (si el polen proviene de la misma fuente).

 

“La polinización de una flor puede llevar a la reproducción del gorgojo o de la planta, nunca ambos”, comentó Bruno.

 

Al igual que los higos, piensa que las palmas también pueden de alguna manera estar a cargo de esta relación; pueden abortar más semillas que tienen larvas que semillas sin larvas, aunque esto aún no se ha comprobado. Como los higos, es posible que los socios de esta relación no puedan vivir el uno sin el otro, o tal vez puedan... Pronto Bruno tendrá la respuesta, al menos para esta especie de palmera.

 

En la esquina de las calles Main y College en Enterprise, Alabama, se encuentra el primer monumento del mundo construido para honrar una plaga agrícola: una elegante estatua de una mujer vestida con una toga que levanta un pedestal por encima de su cabeza, coronado por un enorme gorgojo. Los gorgojos del algodón (Anthonomus grandis) de México aparecieron por primera vez allí en 1915 y pronto devastaron los cultivos de algodón en todo el sur de los Estados Unidos. Entonces, ¿por qué el letrero debajo de la estatua saluda al gorgojo como un heraldo de prosperidad? Ante la invasión del gorgojo, los agricultores de Enterprise cambiaron rápidamente al cultivo de maní. Al diversificarse, evitaron el desastre que sufrieron otros productores de algodón.

 

La naturaleza nos enseña a ser ingeniosos bajo presión, y el resultado puede ser nuevos comportamientos e incluso nuevas especies.