Este insecto bebe tu batido

Un saltamontes del prado orina tanto que podría ahogarse. Afortunadamente, el insecto Philaenus spumarius, que es aproximadamente del tamaño de un Tic Tac, tiene una catapulta que lanza regularmente sus glóbulos de desechos líquidos al aire y lejos de su cuerpo de manera segura.

“A esta pequeña, diminuta escala, la balística se vuelve realmente complicada”, dijo Philip GD Matthews, profesor asociado de fisiología comparada en el departamento de zoología de la Universidad de Columbia Británica. “Pero pueden alejarlo bastante”, dijo, aclarando que “bastante lejos” aquí significa de dos a cuatro pulgadas.

Entre los entomólogos, se comprenden bien los poderes urinarios de los saltamontes. Pero las habilidades de succión de los insectos, que durante mucho tiempo confundieron a los científicos, han resultado ser mucho más impresionantes, según un artículo sobre los mecanismos de alimentación de los saltamontes del prado publicado el miércoles en Proceedings of the Royal Society B.

Los saltamontes son comunes en Europa y América del Norte y se sabe que propagan ciertas enfermedades bacterianas entre las plantas. Orinan casi constantemente porque los insectos se alimentan de savia de xilema pura, un líquido que está tan desprovisto de nutrientes que uno debe beber y beber y beber, a veces hasta 24 horas seguidas.

La mayoría de los insectos bebedores de savia beben floema, un líquido azucarado en los vasos de las plantas que es fácil de obtener porque es impulsado por presión positiva, lo que significa que brota de un tallo de la planta una vez perforado por las piezas bucales. Por el contrario, el xilema es impulsado por presión negativa (sus vasos en realidad se tiran hacia adentro) lo que hace que el líquido acuoso sea insoportablemente difícil de succionar. Estas presiones negativas existen dentro de las columnas ininterrumpidas de los vasos del xilema donde el agua se extrae de las raíces hacia las hojas para evaporarse a la atmósfera, dijo el Dr. Matthews.

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Para mostrar el poder de la succión de los saltamontes, el Dr. Matthews, Elisabeth Bergman, una estudiante de maestría que él asesoró, y Emma Green, una voluntaria universitaria, examinaron la morfología de los insectos y probaron sus habilidades metabólicas en 2019. malezas cerca de su laboratorio.

Los investigadores tomaron micro-tomografías computarizadas de las cabezas de saltamontes adultos y analizaron la morfología de su bomba cibarial, una estructura en su cabeza que les permite llevar la savia del xilema a su cara. Como un émbolo dentro de una jeringa, los músculos tiran del diafragma para aumentar el volumen de la cámara y extraer la savia del xilema. Como los saltamontes deben tirar rítmicamente de este diafragma para succionar, la estructura en forma de nariz entre sus ojos, llamada postclípeo, es tremendamente fuerte para acomodar todo ese músculo.

“Es como un enorme bíceps en la cabeza”, dijo el Dr. Matthews.

Utilizando las dimensiones de las bombas cibariales de los saltaflores, los investigadores calcularon cuánta presión negativa podrían generar los insectos dentro de su cabeza. Sus cálculos sugirieron que los saltamontes podrían generar hasta 1,6 megapascales, una presión mayor que la tensión dentro de muchos vasos del xilema.

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Esto mostró que los saltamontes eran capaces de chupar mucho más de lo que se creía anteriormente. Si los insectos “estuvieran en la parte superior de la antorcha de la Estatua de la Libertad, podrían tener una pajita bajando hasta el suelo y entrar en un vaso de agua, y podrían estar muy contentos de succionarla”, dijo el Dr. Matthews. , agregando que los salta-ranas todavía estarían bien incluso a metros por encima de la antorcha.

Después de calcular la poderosa succión de los insectos, los investigadores querían confirmar que la acción no consumía más energía de la que ganaba. Para probar esto, colocaron saltamontes y un trozo de planta de guisantes en cámaras acrílicas herméticas para medir la cantidad de dióxido de carbono que producía el insecto después de 30 minutos de sorber savia.

Aunque los insectos parecían inmóviles para el ojo humano, los videos ampliados de las caras de los salta sapos revelaron cuánto se mueven los músculos faciales durante la alimentación.

“De repente, un insecto sentado allí sin hacer nada parece que su nariz está moviéndose como loco”, dijo el Dr. Matthews, refiriéndose al post-clípeo del salta sapos.

La planta de guisantes se cultivó hidropónicamente, con las raíces desnudas colgando en una solución de nutrientes. Esto facilitó el cambio de la solución por polietilenglicol, un fluido con una presión negativa aún más fuerte que la solución nutritiva. El Dr. Matthews comparó beber polietilenglicol con un ciclista subiendo una colina en bicicleta en lugar de hacerlo en un terreno plano. Los investigadores razonaron que los saltamontes se ralentizarían cuando se enfrentaran a un fluido aún más resistente. Pero los saltamontes lograron mantener su misma velocidad de succión, aunque con una tasa metabólica vertiginosa.

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Alberto Fereres, entomólogo de Madrid, dijo que el estudio ayuda a explicar cómo P. spumarius puede alimentarse de plantas con “tensiones muy negativas”, como las aceitunas de secano y la vid.

Las mediciones metabólicas demostraron que los insectos podían ganar más energía de la que gastaban incluso mientras chupaban la savia del xilema a toda velocidad. “Esa es su existencia”, dijo el Dr. Matthews. “Beber y filtrar y orinar y extraer leche”.

Aunque este proceso es extremo en el lado de un saltamontes, lo más probable es que un solo chinche chupador sea imperceptible para cualquier planta. A menos, por supuesto, que haya una infestación, en cuyo caso sus copiosas gotas de desechos líquidos arrojados a tope pueden incluso parecerse a la lluvia.