Umbonia crassicornis , conocida comúnmente como chinche de las espinas , es un miembro muy extendido de la familia de insectos Membracidae y una plaga ocasional de plantas ornamentales y árboles frutales en el sur de Florida. La longitud corporal del adulto es de aproximadamente 10 milímetros (0,39 pulgadas). Se trata de una especie variable en cuanto a tamaño, color y estructura, en particular el cuerno pronotal de los machos (que es más angulado posteriormente que el de las hembras y, a menudo, algo expandido apicalmente). Este pronoto alto, esencialmente perpendicular y parecido a una espina, disuade a las aves y otros depredadores de comerlo, aunque sea por error al confundirlo con una espina. Por lo general, el adulto es verde o amarillo con líneas rojizas y marcas marrones.
La especie se limita a climas más cálidos donde las temperaturas se mantienen, en promedio, por encima de cero. Esto limita la especie a las regiones tropicales del norte de Sudamérica hasta México y Florida . Cualquier rango de temperatura por debajo de los 0 grados es fatal, lo que resulta en una disminución del 10 al 90 por ciento en la población a medida que disminuye la temperatura. [1] Sus huéspedes preferidos son árboles ornamentales y frutales de regiones subtropicales que se alimentan de la savia dentro de las plantas. [2]
La hembra de Umbonia crassicornis suele depositar unos 100 huevos a la vez en el tallo de una planta, [2] debajo de la corteza. Sin embargo, a veces una hembra pone sus huevos en el pecíolo de la hoja , aunque ocasionalmente pueden caerse. La hembra elegirá su sitio de cría en función de si puede envolver sus patas alrededor de la rama (diámetro de unos 3,8 mm) [3 ]. La madre permanecerá con la nidada (un grupo de crías) hasta que las ninfas maduren. Sin una hembra adulta presente durante el desarrollo de las ninfas, la tasa de supervivencia de la nidada cae del 53% al 27%. [3] Si la hembra defensora de una nidada muere, la nidada puede ser adoptada por una hembra cercana y las dos nidadas se combinarán en una, aunque la tasa de supervivencia disminuye significativamente. [3]
Una nidada normalmente está formada por todos los hermanos completos, ya que la hembra normalmente sólo se aparea una vez, y los hermanos tienen más probabilidades de defenderse entre sí en función de este parentesco cercano. [2] Un problema con un grupo grande de crías estrechamente relacionadas que crecen juntas es la posibilidad de endogamia una vez que los individuos alcanzan la madurez reproductiva. [4] Cuando esto sucede, la tasa de supervivencia de la descendencia disminuye significativamente debido a las mutaciones causadas por el apareamiento con un hermano. [4]
Como una hembra de U. crassicornis sólo se aparea una vez en su vida (normalmente), los machos se ven obligados a buscar y competir por una hembra. Para ello, utilizan la estrategia de "volar-llamar-caminar" [5], en la que el macho vuela de una planta a otra, luego camina y se pavonea. Una vez que encuentra una hembra, le envía señales vibratorias y, si no hay respuesta, vuela a otro árbol. Si la hembra responde a estas vibraciones, el macho se acerca a ella y se sube a su costado para iniciar el apareamiento. [5]
Al realizar su llamado de cortejo, las chinches espinosas utilizan los músculos de su abdomen para generar un llamado continuo que disminuye en frecuencia a medida que el tono se hace más largo, y chasquidos de alta frecuencia en momentos periódicos en el llamado causados por los músculos que tiran del cuerno del insecto, lo que resulta en los chasquidos. [6]
Debido al método de búsqueda activa de pareja de los machos, existe una diferencia significativa en la capacidad de apareamiento de los machos mayores (25-33 días de edad) y los machos más jóvenes (19-25 días de edad) debido a una pérdida de la capacidad de mantener el vuelo y competir físicamente contra otros machos. [5] Los machos mayores se encuentran solo caminando para buscar hembras y su tasa de encuentros es mucho menor que la de los machos que pueden volar de árbol en árbol. Aunque si una hembra puede elegir entre un macho más joven y uno mayor, casi siempre elegirá al macho mayor, las teorías predicen que esto se debe a su mayor publicidad sexual y a que realizan más cortejos en general. [4]
Cuando una hembra pone sus huevos en una rama, su puesta consume muchos de los recursos de ese sitio. Debido a esto, algunas puestas consumen más recursos de los que la planta huésped puede proporcionar, lo que puede dar como resultado que los adultos sean mucho más pequeños de lo deseado. [7] Una hembra que tenga un tamaño corporal más pequeño, aunque pueda poner menos huevos que una hembra más grande, no afectará su aptitud reproductiva general y aún podrá producir descendencia viable. Los machos, por otro lado, tienen que competir con otros machos para reproducirse, por lo que ser más pequeños que el promedio afectará su capacidad para aparearse y encontrar alimento. [7] Estos factores contribuyen a la proporción sexual alterada que vemos en U. crassicornis, siendo un mayor número de hembras en las poblaciones que de machos.
Una vez que las crías han madurado hasta el punto en que pueden abandonar las congregaciones, los machos se marcharán primero a una distancia media de unos 7 metros de la planta huésped, mientras que las hembras, que se marchan después del macho, se quedan más cerca, recorriendo sólo 3 metros. [8] Esta separación de sexos ayuda a desalentar la endogamia y da como resultado una población más estable. Aunque la endogamia no es ideal, todavía la vemos en poblaciones cercanas y no parece haber muchas medidas preventivas para evitar que se produzca, aparte de la preferencia de la hembra por los machos mayores. [4]
Umbonia crassicornis generalmente utiliza una forma de comunicación transmitida por el sustrato, lo que permite que los padres y las ninfas se comuniquen a través de vibraciones activadas químicamente. La razón principal de estas señales vibratorias es en respuesta a depredadores como la avispa véspida (uno de los principales depredadores de la ninfa). También se ha visto que las vibraciones se pueden utilizar para comunicarse dentro de la prole. [2]
Estas señales actúan como una respuesta antidepredadora y alertan a la madre de la presencia de peligro; sin embargo, la madre solo responderá a la ninfa si sus señales están sincronizadas, por lo que todo el grupo tiene que trabajar en conjunto para alertar a la madre, de lo contrario, no responderá. [2] Para lograr esto, las crías deben responder inmediatamente después de escuchar la señal de otra ninfa para que su respuesta esté sincronizada. Al hacer esto, la nidada está decidiendo si vale la pena arriesgarse a que la madre ataque y posiblemente sea alejada de la congregación. Si todas las crías de la nidada deciden que la amenaza vale la pena, entonces se crea una señal sincronizada. Si solo unas pocas ninfas llaman para informar sobre la perturbación, entonces no se logrará la sincronización y la madre no responderá. Si la madre sigue sin encontrar la amenaza después de que las crías le hayan hecho la señal, responderá "pidiendo ayuda" para encontrar al depredador. [9]
Aunque las ninfas son buenos detectores de depredadores, ninguna ninfa puede predecir si la amenaza se ha ido o no, ya que cada individuo solo puede explorar una pequeña zona. El único buen predictor de que el depredador se ha retirado es la madre. Después de haber disuadido a la amenaza, la madre enviará una señal a sus crías para decirles que están a salvo. [9]
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Cuando un individuo vive en grupo, puede desencadenar una gran cantidad de respuestas en todo el sistema. Si un individuo reacciona a un estímulo que no es una amenaza real, la reacción se propaga por todo el grupo y estimula la respuesta de la madre. Debido a esta respuesta falsa de todos los miembros, todo el grupo pierde oportunidades de alimentación. [9] Cuando una madre recibe una señal falsa y no puede detectar un depredador, enviará su señal a las ninfas para alertarlas de que no hay depredador. Esta señal actúa como una señal de retroalimentación negativa que , en esencia, entrena a las ninfas para que sean menos sensibles a las perturbaciones y sean más precisas a la hora de detectar posibles amenazas. [9]
Cuando un gran número de crías son atacadas por un depredador, el factor de riesgo se distribuye de manera desigual entre todas las crías. Ciertas circunstancias conducen a la rivalidad entre hermanos en una cría de chinches espinosas. La presencia o no de la madre puede determinar si una cría competirá entre sí. Cuando la hembra está presente, un depredador solo logra eliminar una ninfa el 25% de las veces; este número aumenta al 95% cuando la hembra está ausente. [10]
Si un depredador se acerca a la agregación, es más probable que tome una ninfa que esté en el margen de la congregación, esto produce una rivalidad por parte de los hermanos que quieren estar en el centro de la cría y pelearán por quién estará afuera porque tienen un mayor riesgo de ser depredados. [10]
Otro factor importante que lleva a la competencia es la proximidad de la ninfa a la madre. El tiempo promedio que tarda la madre en recorrer 1,5 cm (aproximadamente la longitud del cuerpo de la madre) es de 7,7 segundos, tiempo suficiente para que un depredador como una avispa rodee a la cría y se aleje de la madre. [10] Debido a esto, los hermanos lucharán por los lugares más cercanos a la madre para una mejor protección.