La ecología de los insectos es la interacción de los insectos , individualmente o como comunidad, con el entorno o ecosistema que los rodea . [1]
Los insectos desempeñan papeles importantes en la ecología del mundo debido a su gran diversidad de formas, funciones y estilos de vida; su considerable biomasa; y su interacción con la vida vegetal, otros organismos y el medio ambiente. Dado que son los principales contribuyentes a la biodiversidad en la mayoría de los hábitats, excepto en el mar, desempeñan una variedad de funciones ecológicas extremadamente importantes en las numerosas funciones de un ecosistema. Tomando el caso del reciclaje de nutrientes , los insectos contribuyen a esta función vital degradando o consumiendo hojarasca , madera , carroña y estiércol y mediante la dispersión de hongos .
Los insectos forman una parte importante de la cadena alimentaria , especialmente para los vertebrados entomófagos como muchos mamíferos , aves , anfibios y reptiles . Los insectos desempeñan un papel importante en el mantenimiento de la estructura y composición de la comunidad; en el caso de los animales por transmisión de enfermedades , depredación y parasitismo , y en el caso de las plantas, mediante fitofagia y por propagación de plantas mediante polinización y dispersión de semillas . [2] Desde un punto de vista antropocéntrico , los insectos compiten con los humanos; consumen hasta el 10% de los alimentos producidos por el hombre e infectan a uno de cada seis seres humanos con un patógeno . [3]
La ecología comunitaria es el proceso mediante el cual interactúan un grupo de organismos que viven en un mismo lugar. Existe una interacción directa, que toma la forma de simbiosis , competencia y depredación, que son las más fácilmente notables. También hay interacción indirecta, como la reproducción, los patrones de alimentación y la descomposición. [4] Todo organismo en su estado más básico podría ser un consumidor en algunas situaciones y un productor en otras. La culminación de todas estas interacciones es lo que define a una comunidad y lo que la diferencia de otra. Los insectos suelen desempeñar varias funciones en estas comunidades, aunque estas funciones varían ampliamente según las especies presentes.
Los insectos descomponedores son aquellos que se alimentan de cuerpos muertos o podridos de plantas o animales. Estos insectos se llaman saprófagos [5] y se dividen en tres categorías principales: los que se alimentan de materia vegetal muerta o moribunda, los que se alimentan de animales muertos (carroña) y los que se alimentan de excrementos (heces) de otros animales. A medida que las plantas muertas son devoradas, una mayor superficie queda expuesta, lo que permite que las plantas se descompongan más rápido debido a un aumento de microorganismos que se comen la planta. [6] Estos insectos son en gran medida responsables de ayudar a crear una capa de humus en el suelo que proporciona un ambiente ideal para diversos hongos, microorganismos y bacterias. Estos organismos producen gran parte del nitrógeno, carbono y minerales que las plantas necesitan para crecer. Los que se alimentan de carroña incluyen varios escarabajos, hormigas, ácaros, avispas, larvas de moscas (gusanos) y otros. Estos insectos ocupan el cadáver durante un corto período de tiempo pero rápidamente lo consumen y/o entierran. Normalmente, algunas especies de moscas son las primeras en comerse el cuerpo, pero el orden de los insectos que siguen es predecible y se conoce como sucesión faunística. Muchos escarabajos peloteros y moscas del estiércol se sienten atraídos por el olor de las heces de los animales. Los adultos suelen poner huevos sobre excrementos frescos y las larvas se alimentan de la materia orgánica. Muchas especies de comederos de estiércol han evolucionado por lo que sólo se alimentan de heces de una especie específica. Incluso hay un tipo de escarabajo pelotero que hace una bola con las heces, las empuja hacia un agujero previamente cavado, pone un huevo en ese estiércol y luego lo cubre con tierra fresca para proporcionar un vivero perfecto para sus larvas.
Los insectos carnívoros sobreviven comiendo otros animales vivos, ya sea cazando, chupando sangre o como parásitos internos. Estos insectos se dividen en tres categorías básicas: depredadores, parásitos y parasitoides .
Los insectos depredadores suelen ser más grandes ya que su supervivencia depende de su capacidad para cazar, matar/inmovilizar y comerse a sus presas. [7] Sin embargo, hay varias excepciones, siendo las hormigas las más notables. Las hormigas y otros insectos de las colonias pueden usar su gran número para abrumar a sus presas, incluso si las hormigas son significativamente más pequeñas. A menudo tienen mandíbulas ( piezas bucales ) especializadas para esta tarea, algunas de las cuales causan un dolor insoportable, parálisis o simplemente tienen una gran fuerza de mordida. Por el contrario, los insectos que viven solos deben poder derribar a sus presas de manera confiable y, como tales, han desarrollado una infinidad de métodos de caza únicos. Algunos viajan activamente en busca de sus presas, mientras que otros esperan en una emboscada. Otros pueden liberar sustancias químicas para atraer criaturas específicas y otros comerán todo lo que puedan. [8]
Los parásitos infestan el cuerpo de la víctima y se lo comen de adentro hacia afuera. El huésped a menudo no nota la presencia del parásito, ya que la discrepancia de tamaño suele ser muy grande. Los parásitos varían ampliamente en la forma en que sobreviven en su huésped; algunos completan su ciclo de vida completo dentro del cuerpo, mientras que otros solo pueden permanecer allí durante su etapa larvaria. Existe tanta variación en metodología y especies en los parásitos como en cualquier otro tipo de insecto. Los parásitos más amenazadores para los humanos son los que viven fuera del huésped y consumen su sangre. Estas especies transmiten virus, enfermedades e incluso otros parásitos más pequeños al huésped, propagándolos entre las poblaciones de muchos países del tercer mundo con una atención sanitaria deficiente.
Una subcategoría de parásitos, llamada parasitoides, es aquella que se alimenta tanto del cuerpo del huésped que finalmente se lo come. Una especie de avispa, la avispa araña , paraliza a las arañas antes de llevarlas de regreso a su nido e inyectarles una larva de avispa. Las larvas salen comiendo, segregando un agente adormecedor y paralizante hasta que no queda nada de la araña más que el exoesqueleto, luego pasan por un metamorfismo y se convierten en una avispa adulta.
De todos los eucariotas descritos, casi un tercio son insectos herbívoros, unos 500.000. [9] Se alimentan de materia vegetal viva o de productos de una planta. Estos insectos pueden comer partes esenciales de la planta, como las hojas o la savia, o pueden sobrevivir con el polen y el néctar producido por la planta. Los insectos herbívoros suelen utilizar señales olfativas o visuales para determinar una posible planta huésped. Una señal visual podría ser simplemente el contorno de cierto tipo de hoja o el alto contraste entre los pétalos de una flor y las hojas que la rodean. Por lo general, estos están asociados con la señal olfativa que un insecto puede recibir de la comida prevista. La señal olfativa podría ser el aroma del néctar producido por una flor, cierta sustancia química excretada para repeler a depredadores no deseados o la savia expuesta de un cerezo . Cualquiera de estos dos sentidos podría ser la fuerza impulsora detrás de que un insecto decida consumir una determinada planta, pero es sólo después del primer bocado, y la confirmación de este alimento la hace su sentido del gusto, que realmente se alimenta. Una vez que un insecto herbívoro termina de alimentarse de una planta, esperará allí hasta que vuelva a tener hambre o pasará a otra tarea, ya sea encontrar más comida, pareja o refugio. Los insectos herbívoros suponen un peligro mucho mayor para una planta que el consumo; se encuentran entre las criaturas portadoras de enfermedades más destacadas en el mundo de los insectos. Existen numerosas enfermedades, hongos y parásitos que pueden ser transmitidos por casi cualquier insecto herbívoro, muchos de los cuales son fatales para la planta infectada. Algunas enfermedades incluso producen una secreción pegajosa y de olor dulce de la planta infectada para atraer más insectos y propagarse más. [ cita necesaria ] A cambio, las plantas tienen sus propias defensas . Algunas de estas defensas son metabolitos secundarios tóxicos para disuadir a los insectos. Estas toxinas limitan la amplitud de la dieta de los herbívoros, y la evolución de mecanismos para continuar con la herbivoría es una parte importante para mantener la amplitud de la dieta de los insectos y, por lo tanto, de su historia evolutiva en su conjunto. Tanto la pleiotropía como la epistasis tienen efectos complejos a este respecto; las simulaciones de Griswold 2006 muestran que más genes proporcionan el beneficio de más objetivos para mutaciones adaptativas, mientras que Fisher 1930 demostró que una mutación puede mejorar un rasgo, mientras que la epistasis hace que también desencadene efectos negativos. efectos: ralentizar la adaptación. [9]
Schoonhoven y asociados, desde Blaney et al 1985 hasta Schoonhoven et al 1992, iluminan la interacción entre los estímulos quimiorreceptores en Lepidoptera y Orthoptera . Utilizaron Helicoverpa armigera , Spodoptera littoralis , S. frugiperda , Chloridea virescens y saltamontes . Encuentran que la mayoría de los insectos responden inmediatamente y aproximadamente por igual a sustancias fagoestimulantes (que indican buena comida) y fagodisuasivas (que indican un alimento que debe evitarse) o un material que no es alimento. También presentan algunos ejemplos divergentes, tanto de respuesta retardada (lo que sugiere que las decisiones alimentarias estaban mediadas por la cognición y no simplemente por la quimiorrecepción) como por una estimulación quimiorreceptora desigual (en la que las células gustativas se activaban por igual cuando se les presentaba cualquier material, pero las células disuasorias se activaban en mayor grado cuando se les presentaba cualquier material). materiales indeseables. (También investigan cuestiones similares de búsqueda/evitación en cuestiones comunes sobre el equilibrio dietético de proteínas y carbohidratos – es decir, elecciones dietéticas menos riesgosas donde las toxinas no son el factor decisivo – y encuentran resultados similares, con algunos insectos comiendo únicamente por quimiorrecepción y otros mostrando retraso en su alimentación. decisiones, lo que sugiere cognición.) Tanto la salicina como la cafeína son antialimentantes , y algunas de las investigaciones del grupo Schoonhoven ponen a prueba tanto la disuasión que producen como la habituación a ellas. El grupo Glendinning ha realizado un trabajo similar. Encuentran que la habituación de Manduca sexta a la salicina está mediada cognitivamente porque la estimulación de las células sensoriales disuasorias apenas disminuye incluso cuando cesa la evitación. Por otro lado, Glendinning et al 1999 encuentran que la habituación de M. sexta a la cafeína se debe a un cambio en la activación de los quimiorreceptores porque disminuye significativamente, y al mismo tiempo al cese de la evitación de la alimentación. El mismo trabajo prueba los efectos cruzados de la habituación entre las dos sustancias químicas y descubre que probablemente comparten un segundo mensajero . Tanto para los estímulos fagoestímulos como para los estímulos disuasivos, encontraron que los efectos de múltiples estimulaciones por múltiples sustancias (sobre las mismas células, simultáneamente) producen efectos aditivos, hasta el techo de la tasa de activación de la célula. [10]
Se espera que el cambio climático cambie las relaciones herbívoras. Liu et al 2011 no encuentran cambios en la distribución en un ejemplo, sino que el mismo herbívoro cambió de huésped primario debido a la alteración del tiempo de floración . Gillespie et al 2012 encontraron una discrepancia en el huésped debido al cambio de temperatura. (Estas metodologías en herbivoría podrían aplicarse para estudiar la misma cuestión en cambio climático + polinización. Sin embargo, a partir de 2014, esto[actualizar] aún está por probarse).
La coevolución es el proceso ecológico por el cual dos especies afectan exclusivamente la evolución de la otra. Este concepto es esencial para el estudio de la ecología de los insectos. La coevolución es particularmente importante porque puede conducir a cambios tanto micro como macroevolutivos. Los cambios microevolutivos incluyen cambios en el genoma y los alelos, mientras que la macroevolución es el surgimiento de una nueva especie, también llamada especiación . [12] Dos especies que coevolucionan experimentan una evolución recíproca y pasan por cambios biológicos como resultado de la otra especie. [13] Un ejemplo de esto en la ecología de los insectos es la coevolución de Dasyscolia ciliata , una especie de avispa, y Ophrys speculum , una especie de orquídea. Estas dos especies han evolucionado de tal manera que la avispa es el único polinizador conocido de la planta. Esta relación se puede observar en otras especies de plantas con flores e insectos polinizadores, pero un ejemplo más claro es la coevolución de hormigas y acacias. La hormiga de acacia ( Pseudomyrmex ferruginea ) es un insecto que se ha descubierto que protege cinco especies diferentes de acacias. La hormiga brinda protección a la planta mientras que las acacias corresponden proporcionándole alimento y refugio. A lo largo de generaciones, estas dos especies se han adaptado para adaptarse entre sí, un ejemplo de coevolución.
Debido a sus diversas funciones, dietas y estilos de vida, los insectos son componentes integrales de las comunidades ecológicas terrestres. Más allá de funcionar como descomponedores, carnívoros y herbívoros, los insectos suelen participar en interacciones con otras especies. Estas interacciones pueden afectar tanto positiva como negativamente a plantas, mamíferos y otros insectos. [14] Más específicamente, los insectos participan en el mutualismo, el amensalismo, el comensalismo, la depredación y el parasitismo.
El mutualismo es una relación simbiótica entre dos o más especies en la que cada una se beneficia. Las relaciones mutualistas comunes incluyen la simbiosis de limpieza , la polinización inducida por animales o la protección contra los depredadores. Un ejemplo de mutualismo de insectos es la polinización de plantas con flores por insectos, un campo de estudio conocido como antecología . Principalmente, varias especies de abejas trabajan como polinizadores de plantas con flores, alimentándose de su néctar y, a su vez, recogiendo su polen y propagándolo a otras flores. [15] Otro ejemplo de mutualismo de insectos es el proceso mediante el cual las hormigas albergan y alimentan a los pulgones en sus hormigueros y, a cambio, se alimentan de su melaza.
El amensalismo es una interacción de especies no simbiótica en la que un organismo afecta negativamente a otro organismo pero no se ve afectado por ese organismo. Este tipo de interacción entre especies es común en la naturaleza y un ejemplo en ecología de insectos es entre cabras e insectos. Los dos individuos compiten por la misma fuente de alimento, pero las cabras privarán a estas últimas de alimentarse. [16] La cabra no se ve afectada en absoluto por la interacción, pero el insecto queda hambriento.
El comensalismo es un tipo diferente de interacción ecológica entre especies en la que una especie obtiene beneficios mientras que la otra no resulta perjudicada ni beneficiada. Dos ejemplos de comensalismo que se pueden ver en la ecología de los insectos son la foresia , una interacción en la que uno se une a otro para transportarse, y el inquilinismo , el uso de otro organismo como refugio. Las garrapatas y los ácaros se han adaptado para adherirse a escarabajos, moscas y abejas (así como a otros organismos) para su transporte, un ejemplo de foresía. [17] En términos de inquilinismo, los insectos comúnmente se establecen en garajes humanos o refugios de otros animales para protegerse contra los depredadores y el clima.
Los parasitoides son insectos que viven íntimamente con un huésped, se alimentan de él como un parásito, pero eventualmente lo matan. Este tipo específico de interacción entre especies es exclusivo de los insectos y lo emplean con mayor frecuencia las avispas. Un ejemplo de esto es cuando las avispas parasitoides inyectan sus huevos en los pulgones. Los huevos eventualmente eclosionarán y producirán larvas de avispa que se alimentan y consumen el organismo. Además, algunos parasitoides afectan químicamente al huésped para propagar el desarrollo de la descendencia del parásito. Las avispas parasitoides generalmente se alimentan de una especie específica de insecto o araña, y la etapa de vida del huésped en la que la avispa deposita su semilla es diferente. En lo que respecta a los humanos, los insectos parasitoides se ven favorecidos porque pueden usarse como control biológico de plagas para los agricultores, depredando otros insectos que dañan los cultivos. [18]
Competencia: los insectos a menudo compiten entre sí por recursos como alimento, territorio y pareja. La competencia puede ocurrir dentro de una especie (intraespecífica) o entre especies (interespecífica). Esta competencia puede conducir a adaptaciones y diferenciación de nichos, donde las especies evolucionan para ocupar diferentes nichos ecológicos para minimizar la competencia.
En algunos casos, los insectos pueden interactuar entre sí sin afectarse positiva o negativamente entre sí. Simplemente coexisten sin ningún impacto significativo en la aptitud o supervivencia de cada uno. Este tipo de relación se observa a menudo cuando los insectos ocupan hábitats diferentes o tienen interacciones mínimas. [19]
La facilitación ocurre cuando una especie beneficia indirectamente a otra modificando el medio ambiente. Por ejemplo, ciertos insectos pueden crear microhábitats o modificar recursos que resulten beneficiosos para otras especies de insectos. Un ejemplo de esto podría ser una especie de insecto que crea refugios o sitios de anidación que posteriormente son utilizados por otras especies de insectos. [20]
Simbiosis [21] es un término amplio que abarca varios tipos de interacciones a largo plazo entre diferentes especies. Si bien el mutualismo y el parasitismo son tipos específicos de relaciones simbióticas, también existen otras formas. Por ejemplo, en algunos casos, los insectos pueden entablar relaciones simbióticas en las que una especie se beneficia mientras la otra no se ve afectada. Esto se conoce como simbiosis comensal.
Los insectos pueden evolucionar para imitar la apariencia, el comportamiento u otras características de otras especies. Esto puede resultar beneficioso para las especies imitadoras de varias maneras, como obtener protección contra los depredadores o acceder a recursos. Por ejemplo, algunos insectos inofensivos imitan la apariencia de especies más peligrosas o desagradables para evitar la depredación. [22]
La alelopatía implica la liberación de sustancias químicas por parte de una especie que afecta el crecimiento, desarrollo o comportamiento de otra especie. Si bien este tipo de interacción se asocia más comúnmente con las plantas, ciertos insectos también pueden entablar relaciones alelopáticas entre sí. Estos productos químicos pueden influir en la competencia, la reproducción o la supervivencia de otras especies de insectos cercanas. [23]
Medios relacionados con la ecología de insectos en Wikimedia Commons