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Kairomona

Una kairomona es un semioquímico liberado por un organismo que media interacciones interespecíficas de una manera que beneficia a una especie diferente a expensas del emisor. [1] Derivado del griego καιρός , que significa " momento oportuno" [2] [3] [4] , sirve como una forma de "espionaje", permitiendo al receptor obtener una ventaja, como localizar comida o evadir depredadores, incluso si representa un riesgo para el emisor. A diferencia de las alomonas , que benefician al productor a expensas del receptor, o las sinomonas, que son mutuamente beneficiosas, las kairomonas favorecen solo al receptor. Estudiadas principalmente en entomología , las kairomonas pueden desempeñar papeles clave en la dinámica depredador-presa, atracción de pareja e incluso aplicaciones en el control de plagas. [1] [5]

Detección de depredadores y localización de presas

Un ejemplo de esto se puede encontrar en el pino ponderosa ( Pinus ponderosa ), que produce un terpeno llamado mirceno cuando es dañado por el escarabajo occidental del pino . En lugar de disuadir al insecto, actúa sinérgicamente con feromonas de agregación que a su vez actúan para atraer más escarabajos al árbol. [ cita requerida ]

Los escarabajos depredadores especializados encuentran a los escarabajos de corteza (sus presas) utilizando las feromonas que estos producen. En este caso, la sustancia química producida es a la vez una feromona (comunicación entre escarabajos de corteza) y una kairomona (espionaje). Esto se descubrió accidentalmente cuando los escarabajos depredadores y otros enemigos se sintieron atraídos por trampas para insectos cebadas con feromonas de escarabajos de corteza. [5]

Los receptores pueden utilizar feromonas de distintos tipos como cairomonas. La avispa alemana, Vespula germanica , se siente atraída por una feromona producida por las moscas de la fruta mediterráneas macho ( Ceratitis capitata ) cuando estos se reúnen para una exhibición de apareamiento , lo que provoca la muerte de algunos de ellos. Por el contrario, es la feromona de alarma (utilizada para comunicar la presencia de una amenaza) de una hormiga ( Iridomyrmex purpureus ) la que atrae a un depredador araña . [1]

Respuestas de las presas a las señales depredadoras

Los lobos producen kairomonas cuando marcan con su olor sus territorios [6]

Algunas presas utilizan sustancias químicas procedentes de los depredadores, utilizando estas señales como un indicador del nivel de riesgo de depredación y cambiando su morfología si es necesario. Los cambios en la morfología causados ​​por la presencia de depredadores se conocen como polifenismo inducido por depredadores y se producen en una variedad de animales. Por ejemplo, Daphnia cucullata muestra la formación de "cascos" cuando se expone a depredadores o al agua en la que ha vivido. Sus depredadores incluyen cladóceros (como Leptodora kindtii ) y larvas de Chaoborus flavicans , un mosquito . Responden a estas cairomonas duplicando el tamaño de sus cascos, una estructura protectora. Estos cambios en la morfología los hacen más seguros de los depredadores. [7]

Los ratones tienen miedo instintivo del olor de sus depredadores naturales , incluidos gatos y ratas, incluso si han estado aislados de los depredadores durante cientos de generaciones. [8] Cuando las señales químicas responsables de la respuesta de miedo se purificaron de la saliva de gato y la orina de rata, se identificaron dos señales proteicas homólogas: Fel d 4 ( alérgeno 4 de Felis domesticus ), el producto del gen Mup del gato , y Rat n 1 ( alérgeno 1 de Rattus norvegicus ), el producto del gen Mup13 de rata . [9] [10] [11] Los ratones tienen miedo de estas principales proteínas urinarias (Mups) incluso cuando se producen en bacterias, mientras que los animales mutantes que no pueden detectar los Mups no muestran miedo a las ratas, lo que demuestra su importancia para desencadenar respuestas de miedo. [9] [12] No se sabe exactamente cómo los Mups de diferentes especies inician comportamientos dispares, pero se ha demostrado que los Mups de ratón y los Mups de depredadores activan patrones únicos de neuronas sensoriales en la nariz de los ratones receptores. Esto implica que el ratón los percibe de manera diferente, a través de circuitos neuronales distintos . [9] [10] Los receptores de feromonas responsables de la detección de Mup también son desconocidos, aunque se cree que son miembros de la clase de receptores V2R. [10] [13]

La orina de los cánidos , como los lobos , contiene análogos de pirazina que contienen azufre y que se han identificado como kairomonas. [14] Estas señales químicas interespecíficas alertan a las presas potenciales de la presencia de un depredador, lo que provoca conductas de evitación y congelamiento en especies como ratones, ciervos y ganado. [14] [15] Otros carnívoros, como los coyotes, pueden detectar kairomonas de lobo y evitar áreas marcadas con orina de lobo. [14]

Papel en la atracción de pareja

Algunos animales también utilizan las kairomonas para identificar la ubicación de parejas viables. Por ejemplo, al alimentarse de plantas vasculares, las hembras de Melolontha melolontha estimulan la liberación de volátiles de las hojas verdes (GLV). Estas kairomonas se mezclan con las feromonas de las hembras, lo que mejora su capacidad para atraer a los machos de la especie. [16] [17]

Aplicaciones

Al igual que las feromonas (sustancias químicas de comunicación utilizadas dentro de una especie), las kairomonas pueden utilizarse como un "atractivo" para atraer a una especie de plaga a un lugar que contenga pesticidas . Sin embargo, también pueden utilizarse para atraer a las especies deseadas. Las kairomonas producidas por los huéspedes de las avispas parásitas se han utilizado en un intento de atraerlas y mantenerlas cerca de los cultivos donde reducen la herbivoría, pero esto podría resultar en menos ataques a la plaga herbívora si la kairomona aplicada los distrae de encontrar huéspedes reales. [1] Por ejemplo, los estudios han demostrado que las kairomonas son efectivas para atraer a las hembras del barrenador africano de la caña de azúcar para que depositen huevos en material de hojas muertas. [18]

Descubrimientos recientes han puesto de relieve que los depredadores se sienten atraídos por el olor de otros depredadores coexistentes. [19]

Las kairomonas se han estudiado ampliamente y algunas se utilizan con éxito en la zona de erradicación de Anastrepha suspensa de Florida en apoyo de la industria de los cítricos y otras huertas de la zona. [20]

Véase también

Referencias

  1. ^ abcd Grasswitz, TR; GR Jones (2002). "Ecología química". Enciclopedia de ciencias de la vida . John Wiley & Sons, Ltd. doi :10.1038/npg.els.0001716. ISBN 978-0-470-01617-6.
  2. ^ Brown, WL Jr.; Eisner, T; Whittaker, RH (1970). "Alomonas y kairomonas: mensajeros químicos transespecíficos". BioScience . 20 (1): 21–22. doi :10.2307/1294753. JSTOR  1294753.
  3. ^ "kairomone, n.", OED Online, septiembre de 2012. Oxford University Press, http://www.oed.com/view/Entry/241005?redirectedFrom=kairomone (consultado el 3 de octubre de 2012).
  4. ^ Wood William F. (1983). "Ecología química: comunicación química en la naturaleza". Revista de educación química . 60 (7): 1531–539. Código Bibliográfico :1983JChEd..60..531W. doi :10.1021/ed060p531.
  5. ^ ab Wyatt, Tristram D. (2003). Feromonas y comportamiento animal. Cambridge: Cambridge University Press. pp. 2, 230–31. ISBN 978-0-521-48526-5.
  6. ^ Osada, Kazumi; Kurihara, Kenzo; Izumi, Hiroshi; Kashiwayanagi, Makoto (24 de abril de 2013). Bolhuis, Johan J. (ed.). "Los análogos de la pirazina son componentes activos de la orina de lobo que inducen conductas de evitación y congelamiento en ratones". PLOS ONE . ​​8 (4): e61753. Bibcode :2013PLoSO...861753O. doi : 10.1371/journal.pone.0061753 . ISSN  1932-6203. PMC 3634846 . PMID  23637901. 
  7. ^ Gilbert, SF (2001). "Polifenismo inducido por depredadores". Enciclopedia de ciencias de la vida . John Wiley & Sons, Ltd. doi :10.1038/npg.els.0003305. ISBN 978-0-470-01617-6.
  8. ^ Ehrenberg, Rachel (5 de junio de 2010). "Luchar o huir, está en la orina". Science News . Archivado desde el original el 12 de octubre de 2012. Consultado el 2 de agosto de 2010 .
  9. ^ abc Papes F, Logan DW, Stowers, L (mayo de 2010). "El órgano vomeronasal media en conductas defensivas entre especies mediante la detección de homólogos de feromonas proteínicas". Cell . 141 (4): 692–703. doi :10.1016/j.cell.2010.03.037. PMC 2873972 . PMID  20478258. {{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  10. ^ abc Rodriguez I (mayo de 2010). "El MUPpeteer químico". Cell . 141 (4): 568–70. doi : 10.1016/j.cell.2010.04.032 . PMID  20478249.
  11. ^ "Por qué los ratones temen el olor de los gatos". BBC News. 17 de mayo de 2010. Consultado el 18 de mayo de 2010 .
  12. ^ Bhanoo, Sindya (17 de mayo de 2010). "Cuando un ratón huele a rata". The New York Times .
  13. ^ Chamero P, Marton TF, Logan DW, et al. (diciembre de 2007). "Identificación de feromonas proteicas que promueven el comportamiento agresivo". Nature . 450 (7171): 899–902. Bibcode :2007Natur.450..899C. doi :10.1038/nature05997. PMID  18064011. S2CID  4398766.
  14. ^ abc Osada, Kazumi; Kurihara, Kenzo; Izumi, Hiroshi; Kashiwayanagi, Makoto (24 de abril de 2013). "Los análogos de la pirazina son componentes activos de la orina de lobo que inducen conductas de evitación y congelamiento en ratones". PLOS ONE . ​​8 (4): e61753. Bibcode :2013PLoSO...861753O. doi : 10.1371/journal.pone.0061753 . ISSN  1932-6203. PMC 3634846 . PMID  23637901. 
  15. ^ Osada, Kazumi; Miyazono, Sadaharu; Kashiwayanagi, Makoto (7 de octubre de 2015). "El olor de los lobos: los análogos de la pirazina inducen conductas de evitación y vigilancia en las presas". Frontiers in Neuroscience . 9 : 363. doi : 10.3389/fnins.2015.00363 . ISSN  1662-453X. PMC 4595651 . PMID  26500485. 
  16. ^ Reinecke, Andreas; Rutero, Joaquín; Tolasch, hasta; Francke, Wittko; Hilker, Monika (1 de junio de 2002). "Alcoholismo en abejorros: orientación del macho de Melolontha melolontha hacia los alcoholes de hojas verdes". Naturwissenschaften . 89 (6): 265–269. Código Bib : 2002NW.....89..265R. doi :10.1007/s00114-002-0314-2. ISSN  0028-1042. PMID  12146792.
  17. ^ Reinecke, Andreas; Ruther, Joachim; Hilker, Monika (abril de 2005). "Respuestas electrofisiológicas y conductuales de Melolontha melolontha a alcoholes alifáticos saturados e insaturados". Entomologia Experimentalis et Applicata . 115 (1): 33–40. Bibcode :2005EEApp.115...33R. doi :10.1111/j.1570-7458.2005.00274.x. ISSN  0013-8703.
  18. ^ Leslie, GW (junio de 1990). "LA INFLUENCIA DEL MATERIAL DE HOJAS MUERTAS EN EL COMPORTAMIENTO DE OVIPOSICIÓN DE ELDANA SACCHARINA (LEPIDOPTERA: PYRALIDAE) EN CAÑA DE AZÚCAR" (PDF). Asociación Sudafricana de Tecnólogos del Azúcar .
  19. ^ Garvey, Patrick M. (2016). "El olor de un depredador dominante desencadena la cautela y el comportamiento de escucha en un mesodepredador mamífero". Ecología del comportamiento y sociobiología . 70 (4): 481–492. Bibcode :2016BEcoS..70..481G. doi :10.1007/s00265-016-2063-9. S2CID  16413357.
  20. ^ HN Nigg; SE Simpson; RA Schumann; E. Exteberria; EB Jang (6–10 de mayo de 2002). BN Barnes (ed.). Kaoromonas para el manejo de moscas de la fruta Anastrepha spp. . Actas del 6.º Simposio Internacional sobre moscas de la fruta de importancia económica. Stellenbosch , Sudáfrica: Isteg Scientific Publications (publicado en 2004). págs. 335–347. ISBN 1-86849-298-2.