Los escarabajos bombarderos son escarabajos terrestres (Carabidae) de las tribus Brachinini, Paussini, Ozaenini o Metriini (más de 500 especies en total) que se destacan por el mecanismo de defensa que les da su nombre: cuando se les molesta, expulsan un aerosol químico nocivo y caliente. desde la punta del abdomen con un sonido de estallido.
El spray se produce a partir de una reacción entre dos compuestos químicos hipergólicos , hidroquinona y peróxido de hidrógeno , que se almacenan en dos depósitos en el abdomen del escarabajo . Cuando la solución acuosa de hidroquinonas y peróxido de hidrógeno llega al "vestíbulo" ( palabra de Eisner ), los catalizadores facilitan la descomposición del peróxido de hidrógeno y la oxidación de la hidroquinona. [1] El calor de la reacción acerca la mezcla al punto de ebullición del agua y produce gas que impulsa la eyección. El daño causado puede ser fatal para los insectos atacantes. Algunos escarabajos bombarderos pueden dirigir el rocío en una amplia gama de direcciones.
Algunos creacionistas afirman que el inusual mecanismo de defensa del escarabajo es un ejemplo de lo que llaman complejidad irreducible , [2] aunque esto es refutado por los biólogos evolucionistas. [3]
Los escarabajos bombarderos habitan en todos los continentes excepto en la Antártida . [4] Por lo general, viven en bosques o pastizales en las zonas templadas, pero se pueden encontrar en otros ambientes si hay lugares húmedos para poner sus huevos.
La mayoría de las especies de escarabajos bombarderos son carnívoros , incluida la larva. [5] El escarabajo normalmente caza otros insectos durante la noche, pero a menudo se congrega con otros de su especie cuando no busca alimento activamente. [6]
Hay dos glándulas grandes que se abren en la punta del abdomen. Cada glándula está compuesta por un vestíbulo de paredes gruesas que contiene una mezcla de catalasas y peroxidasas producidas por las células secretoras que recubren el vestíbulo. Ambas glándulas también están formadas por un depósito comprimible de paredes delgadas que contiene una solución acuosa de hidroquinonas y peróxido de hidrógeno. [1]
Cuando el escarabajo se siente amenazado, abre una válvula que permite que la solución acuosa del depósito llegue al vestíbulo. Las catalasas que recubren la pared del vestíbulo facilitan la descomposición del peróxido de hidrógeno, como en la siguiente reacción teórica:
Las enzimas peroxidasas facilitan la oxidación de las hidroquinonas en quinonas (benceno-1,4-diol en 1,4-benzoquinona y de manera análoga para la metilhidroquinona), como en la siguiente reacción teórica:
La reacción neta conocida, que además representa la reacción teórica de y los productos de las reacciones anteriores, es: [1]
Esta reacción es muy exotérmica y la energía liberada eleva la temperatura de la mezcla hasta cerca de 100 °C, vaporizándose aproximadamente una quinta parte. La acumulación de presión resultante obliga a cerrar las válvulas de entrada de las cámaras de almacenamiento de reactivos, protegiendo así los órganos internos del escarabajo. El líquido hirviente y maloliente se expulsa violentamente a través de una válvula de salida, con un fuerte chasquido. Las glándulas de los escarabajos almacenan suficiente hidroquinona y peróxido de hidrógeno para permitir que el escarabajo libere su spray químico aproximadamente 20 veces. En algunos casos esto es suficiente para matar a un depredador. [7] El componente principal del aerosol para escarabajos es la 1,4-benzoquinona, un irritante para los ojos y el sistema respiratorio de los vertebrados.
El flujo de reactivos hacia la cámara de reacción y la posterior expulsión se producen en una serie de aproximadamente 70 pulsos, a una velocidad de aproximadamente 500 pulsos por segundo. Toda la secuencia de acontecimientos dura sólo una fracción de segundo. Estas pulsaciones son causadas por microexplosiones repetidas que son el resultado de la presión continua sobre el depósito y la apertura y cierre oscilatorio de la válvula que controla el acceso a la cámara de reacción. Este mecanismo pulsado es beneficioso para la supervivencia de los escarabajos porque el sistema utiliza presión en lugar de músculos para expulsar el spray a una velocidad constante, ahorrando energía al escarabajo. Además, la reintroducción de nuevos reactivos en el vestíbulo donde se almacenan las enzimas reduce la temperatura de la cámara, protegiendo así a las peroxidasas y catalasas de la desnaturalización térmica. [8]
Normalmente, el escarabajo gira su cuerpo para dirigir el chorro hacia lo que provocó la respuesta. Las aberturas de las glándulas de algunos escarabajos bombarderos africanos pueden girar 270° y empujarse entre las patas del insecto, descargando el fluido en una amplia gama de direcciones con considerable precisión. [9]
Se desconoce la historia evolutiva completa del mecanismo de defensa único del escarabajo, pero los biólogos han demostrado que el sistema podría haber evolucionado a partir de defensas encontradas en otros escarabajos en pasos incrementales mediante selección natural . [10] [11] Específicamente, las quinonas son precursoras de la esclerotina , una sustancia pardusca producida por los escarabajos y otros insectos para endurecer su exoesqueleto . [12] Algunos escarabajos además almacenan el exceso de quinonas malolientes, incluida la hidroquinona, en pequeños sacos debajo de la piel como un elemento de disuasión natural contra los depredadores; todos los escarabajos carábidos tienen este tipo de disposición. Algunos escarabajos mezclan además peróxido de hidrógeno, un subproducto común del metabolismo de las células, con hidroquinona; Algunas de las catalasas que existen en la mayoría de las células hacen que el proceso sea más eficiente. La reacción química produce calor y presión, y algunos escarabajos aprovechan esta última para expulsar los químicos a la piel; este es el caso del escarabajo Metrius contractus , que produce una secreción espumosa al ser atacado. [13] En el escarabajo bombardero, los músculos que previenen las fugas del depósito desarrollaron adicionalmente una válvula que permite una descarga más controlada del veneno y un abdomen alargado para permitir un mejor control sobre la dirección de la descarga. [10] [11]
Los creacionistas y defensores del diseño inteligente han afirmado que la combinación única de características del mecanismo de defensa del escarabajo bombardero (reacciones fuertemente exotérmicas, fluidos calientes y liberación explosiva) es un ejemplo de complejidad irreductible. [2] Sin embargo, biólogos como el taxónomo Mark Isaak señalan que el mecanismo podría haber evolucionado paso a paso. [3] [14]
Este vídeo se centra específicamente en desacreditar la llamada "complejidad irreductible" de los ejemplos favoritos utilizados por los creacionistas; el ojo, el escarabajo bombardero, la venus atrapamoscas y los flagelos bacterianos.
