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Notonecta glauca

Notonecta glauca , también conocido como barquero acuático mayor o nadador de espalda común , es una especie de insecto acuático de la familia Notonectidae . Esta especie se encuentra en grandes partes de Europa, el norte de África y el este a través de Asia hasta Siberia y China. [1] En gran parte de su área de distribución es la especie de nadador de espalda más común. [2] También es el más extendido y abundante de los cuatro barqueros acuáticos británicos. [3] Notonecta glauca son depredadores hemípteros (chinches verdaderas), [2] que miden aproximadamente entre 13 y 16 mm de longitud. [4] Las hembras tienen un tamaño corporal más grande en comparación con los machos. [2] Estos insectos acuáticos nadan y descansan sobre su espalda (de ahí su nombre común "nadador de espalda" o "barquero acuático") y se encuentran debajo de la superficie del agua. [5] Notonecta glauca se sostiene debajo de la superficie del agua usando sus patas delanteras y medias y el extremo trasero de su abdomen y los apoya sobre la superficie del agua; [6] Pueden permanecer bajo la superficie del agua gracias a la tensión del agua, también conocida como interfase aire-agua ( tensión superficial ). [7] Utilizan las patas traseras como remos; estas patas están bordeadas de pelo y, cuando están en reposo, se extienden lateralmente como un par de remos en un bote. [8] Notonecta glauca esperará a que su presa pase o nadará y cazará activamente a su presa. Cuando el clima es cálido, generalmente a fines del verano y el otoño, volarán entre estanques. [9] [10] Notonecta glauca se reproduce en primavera. [2]

Ojo

Ojo compuesto

Se han realizado muchas investigaciones sobre el ojo de N. glauca . Estos insectos utilizan sus ojos tanto para la visión diurna como nocturna, que se utiliza para la captura de presas y el vuelo cuando buscan nuevos hábitats. [5] Notonecta glauca , al igual que otros insectos, tiene un ojo compuesto . Específicamente, su ojo es de tipo cono con estructura corneal, lo que les ayuda a crear una imagen nítida tanto cuando están en el agua como en el aire. [11] [12] [13] El cono es el sitio de la pupila. Immonen et al. (2014), encontraron que los nadadores de espalda pueden ver tanto en condiciones de luz diurna como nocturna debido a:

También descubrieron que los fotorreceptores periféricos sensibles al verde funcionan de manera similar a los de los Phasmatodea (o insectos palo) nocturnos. Para proteger sus ojos de la luz solar directa durante el día, el diafragma de las células pigmentarias se condensa y durante la noche se abre por completo para permitir la entrada de la mayor cantidad de luz posible. [5] Notonecta glauca tiene dos subsistemas de fotorreceptores:

  1. Fotorreceptores periféricos grandes y más sensibles
  2. Fotorreceptores periféricos y centrales más pequeños

El primer subsistema es sensible a la luz verde, uno de los colores del espectro visible . Esta sensibilidad ayuda al nadador de espalda a ver con luz tenue o de noche. El segundo subsistema le permite ver con luz brillante y cuando está en vuelo. [5] La pupila (ácono) de Notonecta glauca tarda un tiempo diferente en adaptarse a la luz . La pupila de N. glauca tarda aproximadamente 40 minutos en adaptarse a la luz del día y aproximadamente 50 minutos en adaptarse a la luz de la noche. [14]

Retención de aire

Notonecta glauca

Aunque N. glauca vive en el agua, respira aire atmosférico y no tiene branquias . Cuando estos insectos se sumergen o descansan bajo la superficie del agua, crean una película de aire que rodea su cuerpo. [15] Esta película de aire también se conoce como revestimiento o superficie superhidrofóbica , y evita que el insecto se moje. [4] También reduce la resistencia (física) que se crea al bucear. [16] [17] Para poder crear esta película de aire a su alrededor, N. glauca está cubierto de estructuras peludas, excepto en su cabeza y patas. [15] Hay dos tipos de pelos y la retención de aire se maximiza al tener ambos tipos: setas y microtrichia . [15] La parte más importante en la creación de una película de aire es la densidad de los pelos. [4] Notonecta glauca tiene microtrichia densa y su película de aire puede durar hasta 120 días. [4] La película de aire no puede durar para siempre porque a medida que un insecto respira , la presión parcial de oxígeno disminuirá y la presión parcial de nitrógeno aumentará, lo que hará que la burbuja de aire disminuya de tamaño. [ 4]

Organismo modelo

Notonecta glauca se utiliza como organismo modelo para la reducción de la fricción y la retención de aire. [15] Las posibles aplicaciones para esto incluyen la reducción de la resistencia en los barcos.

Discriminación de ondas

Notonecta glauca puede discriminar entre presas y no presas, al igual que otros nadadores de espalda, por las ondas superficiales . [18] Lang (1979), completó un experimento que mostró que las ondas creadas por otros nadadores de espalda nadando , emergiendo, girando y remando eran de una frecuencia más baja (por debajo de 40 Hz) en comparación con las ondas creadas por sus presas , que tenían una frecuencia entre 70-140 Hz. Se encontró que los nadadores de espalda larvarios creaban ondas diferentes que diferían de los nadadores de espalda adultos, pero su frecuencia era similar a la de las ondas producidas por la natación de adultos (hasta 70 Hz).

Comportamiento de búsqueda de alimento

Asellus acuático

La profundidad del agua puede afectar la forma en que N. glauca elige las presas que come. Tanto los machos como las hembras pasan mucho tiempo en la superficie del agua, donde se encuentran con larvas de mosquitos ( Culex ) . Se alimentan de estas presas porque les cuesta menos viajar (tener que bucear para buscarlas) y los Culex les proporcionan una mayor tasa de energía. [19]

Mosquito Culex adulto

Las hembras maduras, sin embargo, también se sumergirán hasta el fondo del estanque para alimentarse de isópodos ( Asellus ), pero solo en aguas poco profundas. [19] Alcanzar Asellus requiere un mayor costo de energía de viaje . Este comportamiento no es consistente con la teoría de búsqueda de alimento óptima . [19] Sin embargo, es posible que debido a que las hembras maduras son más grandes que los machos y las hembras inmaduras, tengan una flotabilidad reducida y, por lo tanto, requieran menos energía para capturar Asellus . [20] Además, las hembras maduras tienen un tamaño abdominal más grande, lo que podría soportar una burbuja de aire más grande y permitirles permanecer sumergidas durante más tiempo. [19] Sin embargo, si la profundidad del agua aumenta, las hembras maduras cambiarán y pasarán más tiempo en la superficie y no se alimentarán de Asellus , ya que el agua profunda aumenta la cantidad de energía necesaria para bucear y permanecer sumergidas. [19]

La concentración de oxígeno en el cuerpo de agua puede afectar la elección de presas que N. glauca elige, ya que Cockrell (1984) encontró que cuando el oxígeno estaba en un alto nivel disuelto , N. glauca pasará más tiempo sumergido y atacando a Asellus . [21]

Alimentación de Notonecta glauca

Referencias

  1. ^ Berchi, GM (2013). "Lista de verificación y distribución de la familia Notonectidae en Rumania, con el primer registro de Notonecta maculata Fabricius, 1794 (Hemiptera: Heteroptera: Nepomorpha)". Zootaxa . 3682 (1): 121–132. doi :10.11646/zootaxa.3682.1.5. PMID  25243278. S2CID  3095939.
  2. ^ abcd Svensson, BG; Tailmark, B; Petersson, E (2000). "Heterogeneidad del hábitat, coexistencia y utilización del hábitat en cinco especies de nadadores de espalda ( Notonecta spa,; Hemiptera, Notonectidae)". Insectos acuáticos . 22 (2): 81–98. doi :10.1076/0165-0424(200004)22:2;1-p;ft081. S2CID  84412947.
  3. ^ Southwood, Richard; Dennis Leston (1959). Insectos terrestres y acuáticos de las Islas Británicas . Londres y Nueva York: Frederick Warne & Co. LTD.
  4. ^ abcde Balmert, A; Bohn, HF; Ditsche-Kuru, P; Barhlott, W (2011). "Seco bajo el agua: Morfología comparativa y aspectos funcionales de las superficies de insectos que retienen aire". Journal of Morphology . 272 ​​(4): 442–451. doi :10.1002/jmor.10921. PMID  21290417. S2CID  6348101.
  5. ^ abcd Immonen, EV; Ignatova, I; Gislen, A; Warrant, E; Vahasorinki, M; Weckstöm, M; Frolov, R (2014). "Grandes variaciones entre los fotorreceptores como base de la flexibilidad visual en el nadador de espalda común". Actas de la Royal Society . 281 (1795): 20141177. doi :10.1098/rspb.2014.1177. PMC 4213611 . PMID  25274359. 
  6. ^ Wichard, W; Arens, W; Eisenbeis, G (2002). Atlas biológico de insectos acuáticos . Stenstrup, Dinamarca: Apollo Books.
  7. ^ Wachmann, E; Melber, A; Deckert, J (2006). Wanzen. Banda 1: Dipsocoromorpha, Nepomorpha, Gerromorpha, Leptopodomorpha. Die Tierwelt Deutschlands.: Keltern: Goecke & Evers. pag. 264 págs.
  8. ^   Una o más de las oraciones anteriores incorporan texto de una publicación que ahora es de dominio públicoChisholm, Hugh , ed. (1911). "Water-boatman". Encyclopædia Britannica . Vol. 28 (11.ª ed.). Cambridge University Press. pág. 367.
  9. ^ Walton, GA (1935). "Experimentos de campo sobre el vuelo de Notonecta maculata Fabr. (Hemipt.)". Trans. Soc. Br. Ent . 2 : 137–144.
  10. ^ Schwind, R (1983). "Una respuesta sensible a la polarización de la chinche acuática voladora Notonecta glauca a la luz ultravioleta". J. Comp. Physiol . 150 : 87–91. doi :10.1007/bf00605291. S2CID  43907662.
  11. ^ Fischer, C; Mahner, M; Wachmann, E (2000). "La estructura del rabdomo en los omatidios de los heterópteros (Insecta) y su importancia filogenética". Zoomorfología . 120 : 1–13. doi :10.1007/s004359900018. S2CID  37742464.
  12. ^ Schwind, R (1980). "Óptica geométrica del ojo de Notonecta : adaptaciones al entorno óptico y estilo de vida". J. Comp. Physiol . 140 : 59–68. doi :10.1007/BF00613748. S2CID  25623576.
  13. ^ Horvath, G (1989). "Optimización óptica geométrica del cristalino corneal de Notonecta glauca ". J. Theor. Biol . 139 (3): 389–404. Bibcode :1989JThBi.139..389H. doi :10.1016/S0022-5193(89)80217-6. PMID  2615380.
  14. ^ Ro, AF; Nilsson, DE (1995). "Ajustes pupilares en el ojo del nadador de espalda común". Revista de biología experimental . 198 (parte 1): 71–77. doi :10.1242/jeb.198.1.71. PMID  9317362.
  15. ^ abcd Ditsche-Kuru, P; Schneider, ES; Melskotte, JE; Brede, M; Líder, A; Barthlott, W (2011). "Superficies superhidrófobas del insecto acuático Notonecta glauca: un modelo para reducción de fricción y retención de aire". Revista Beilstein de Nanotecnología . 2 : 137–144. doi :10.3762/bjnano.2.17. PMC 3148060 . PMID  21977425. 
  16. ^ McHale, G.; Shirtcliffe, NJ; Evans, CR; Newton, MI (2009). "Medidas de reducción de la velocidad terminal y la resistencia en esferas superhidrofóbicas" (PDF) . Appl. Phys. Lett . 94 (6): 0641041. Bibcode :2009ApPhL..94f4104M. doi :10.1063/1.3081420.
  17. ^ McHale, G.; Newton, MI; Shirtcliffe, NJ (2010). "Superficies superhidrofóbicas inmersas: intercambio de gases, deslizamiento y propiedades de reducción de la resistencia" (PDF) . Soft Matter . 6 (4): 714–719. Bibcode :2010SMat....6..714M. doi :10.1039/b917861a.
  18. ^ Lang, HH (1979). "Discriminación de las olas superficiales entre presas y no presas por el nadador de espaldas Notonecta gauca L. (Hemiptera, Heteroptera)". Behav. Ecol. Sociobiol . 6 (3): 233–246. doi :10.1007/bf00569205. S2CID  21219516.
  19. ^ abcde Cockrell, BJ (1984). "Efectos de la profundidad del agua en la elección de presas separadas espacialmente por Notonecta glauca L". Oecologia . 62 (2): 256–261. Bibcode :1984Oecol..62..256C. doi :10.1007/bf00379023. PMID  28310723. S2CID  23988547.
  20. ^ Alexander, R (1971). Mecánica animal . Londres, Reino Unido: McNeil.
  21. ^ Cockrell, BJ (1984). "Efecto de la temperatura y la oxigenación en la superposición depredador-presa y la elección de presa de Notonecta glauca ". Journal of Animal Ecology . 53 (2): 519–532. doi :10.2307/4531. JSTOR  4531.

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