Dorcus hopei es un escarabajo de la familia Lucanidae .
El ciclo de vida de Dorcus hopei es bastante similar al de todos los escarabajos de la familia Lucanidae . D. hopei a menudo se encuentra en su estado larvario durante alrededor de uno a dos años. [1] Los huevos de D. hopei se ponen en troncos de madera en descomposición en los bosques de China, Corea y Japón. [2] Las larvas se alimentan de la madera en descomposición utilizando una especie de levadura, Pichia, que descompone la xilosa de la madera podrida. [3] La etapa larvaria es única por su capacidad de sobrevivir a los duros inviernos de su área de distribución nativa, capaz de sobrevivir en temperaturas tan bajas como -15 °C durante 24 horas. [1] Esto se debe a sus proteínas anticongelantes únicas, una proteína que no se encuentra en ninguno de sus parientes Lucanidae y muy pocos insectos en general.
Debido a su área de distribución nativa, el D. hopei se ha desarrollado para pasar el invierno en las estaciones heladas en Japón, Corea y China. Los adultos viven entre tres y cinco años, a menudo en los bosques. [1] Los estudios han demostrado que los machos y las hembras a menudo actúan de forma diferente entre sí, a menudo como resultado de su dimorfismo sexual. [4] Los machos tienen mandíbulas de diferentes tamaños, un rasgo común entre los ciervos volantes, y a menudo las utilizan en función del tamaño de las mismas; los machos con mandíbulas más grandes las utilizan para controlar los territorios de reproducción y la alimentación. [4]
D. hopei se ha convertido en un insecto popular en Japón y Corea . Se lo suele tener como mascota debido a sus mandíbulas distintivas y su facilidad de cultivo. Esto ha dado lugar a un mercado de ciervos volantes que alcanza un valor de hasta 283 millones de dólares en Japón. [5]
En estudios realizados para la reproducción de D. hopei , se encontró que los machos y las hembras generalmente se aparean en robles de su hábitat forestal. [6] Las hembras ponen huevos uno a la vez y ponen alrededor de 25 por individuo. Por lo general, los huevos se ponen en sustratos de madera, lo que proporciona una fuente de alimento para la larva después de la eclosión. Las larvas viven relativamente mucho tiempo y dependen de la madera para obtener recursos mientras crecen. Muchos ciervos volantes no pueden digerir la madera podrida por sí solos y necesitan depender de levaduras y/u otros microorganismos. La madera no es la fuente de alimento más nutritiva, por lo que muchos escarabajos también comen los hongos que crecen en la madera en descomposición. [7] Los escarabajos pueden usar enzimas digestivas para descomponer el material celular quitinoso del hongo para obtener nutrientes. Se han realizado algunas investigaciones sobre la densidad de población de larvas de Lucanidae con resultados que muestran que tienden a no interactuar entre sí ni con otras especies, sin embargo, en áreas con alta densidad de población, puede ocurrir canibalismo. [8]
Al igual que muchos ciervos volantes, los machos de la especie poseen mandíbulas grandes, parecidas a astas. Los ciervos volantes presentan dimorfismo sexual, ya que los machos poseen mandíbulas que contienen múltiples dientes. Las hembras suelen tener solo un juego de dientes en sus mandíbulas, que son mucho más pequeñas. [4] Los machos suelen ser los más grandes de los dos sexos y algunos pueden llegar a medir hasta 76 mm en la naturaleza. [5] Los machos utilizan su mayor tamaño para defender sus recursos y atacar a otros machos para reproducirse.
D. hopei , al igual que otros coleópteros, tiene un ala anterior muy modificada llamada élitro. Esta ala actúa como una forma de protección para los escarabajos y es exclusiva de su orden. Los élitros de D. hopei se han utilizado para estudios recientes porque son grandes, están bien descritos y son fáciles de cultivar. [9] Los élitros de las hembras están muy puntuados, una característica que no está presente en los machos. [6] Las alas de D. hopei funcionan de manera similar a las de otros escarabajos: utilizan la presión sanguínea para desplegar hidráulicamente las alas. [10]
Uno de los atributos fisiológicos más singulares de esta especie es la presencia de proteínas anticongelantes. Se trata de un rasgo que ha evolucionado para sobrevivir a los fríos inviernos de su zona de distribución nativa. D. hopei tiene una proteína que se encuentra únicamente en esta especie de escarabajo, sin embargo, es muy similar a algunas otras proteínas anticongelantes de insectos. Existen inmensas similitudes en la estructura de esta proteína junto con la de T. molitor , un insecto de diferente trayectoria evolutiva. [1] Esto ha desconcertado a los investigadores, dejándolos con la incertidumbre de cómo esta compleja proteína se desarrolló para ser tan similar a la de otra especie distinta.
Evolutivamente, Dorcus hopei está estrechamente relacionado con otros ciervos volantes y comparte muchos de los rasgos distintivos. Un rasgo unificador clave entre los ciervos volantes es la presencia de hemocitos en su sistema inmunológico. Tienen cuatro tipos únicos que tienen múltiples usos, incluida la respuesta inmunitaria, la curación de heridas y la eliminación de desechos. [11] Un factor único entre los ciervos volantes es que todos sus hemocitos se ven relativamente similares y son muy similares a los de su familia Lucanidae .
Junto con otros escarabajos, los ciervos volantes poseen un rasgo novedoso y sumamente beneficioso: los élitros. Estos han evolucionado independientemente de otros insectos como una forma de protección y parecen tener secuencias genéticas específicas comunes a todos los coleópteros. [9] Estos conjuntos de genes no descritos previamente muestran la evolución de los élitros en los escarabajos.
Recientemente se determinó que la especie contiene dos subespecies: Dorcus hopei hopei y Dorcus hopei binodulosus . Inicialmente se creyó que eran especies separadas, pero se determinó que Dorcus hopei binodulosus, que se encuentra más comúnmente en la península de Corea, compartía la misma morfología genital característica y se consideró una subespecie.
El desarrollo de la proteína anticongelante es un desarrollo evolutivo clave que no se encuentra en ningún otro ciervo volante de Lucanidae , lo que hace que D. hopei sea único en su familia y en el mundo de los insectos. Este rasgo es muy similar al que se encuentra en insectos de un orden completamente diferente. [9]
Dorcus hopei es un miembro del superfilo Ecdysozoa. Esto significa que se desarrolla radialmente y se considera un protóstomo. [12] Las larvas de D. hopei permanecen en su estado larvario durante aproximadamente uno o dos años antes de convertirse en pupas, lo que significa que son desarrolladores indirectos y experimentan una metamorfosis.