20/Oct/03

Coleópteros y plantas en una guerra química que lleva millones de años

Un estudio reciente revela que se ha venido produciendo una guerra evolutiva particular y fascinante entre los coleópteros que se alimentan de hojas y sus plantas hospedadoras, una lucha que lleva por lo menos 112 millones de años.

Un reporte publicado hace unos días en Proceedings of the National Academy of Sciences explica que ambos combatientes han desarrollado en su co-evolución una extraordinaria y extensa serie de maniobras defensivas y contra-defensivas.

Entre las estrategias que exhiben las plantas se encuentra la rara capacidad de lanzar chorros de alta presión de líquido tóxico cuando se perfora alguna de las venas de sus hojas. En respuesta a esta estrategia, los coleópteros han aprendido a cortar los conductos de estas venas antes de comenzar a comerse a su hospedador.

Sólo se ha determinado la antigüedad de unas pocas de estas conexiones altamente específicas entre los insectos y sus hospedadores, hallándose que la íntima relación es "lejos la más vieja en una asociación entre planta y hervíboro", dice el reporte de la doctora Judith X. Becerra, de la University of Arizona en Tucson, Estados Unidos.

El estudio de Becerra se basó en árboles evolutivos independientes y calibrados en el tiempo para desarrollar una línea de tiempo para las adaptaciones en ambos grupos, revelando que la guerra comenzó hace más de 100 millones de años atrás y que las defensas de las plantas y las contra-defensas de los insectos han evolucionado una detrás de otra prácticamente al mismo tiempo.

Ella se centró en las poco más de 70 especies de coleópteros que están dentro del género Blepharida. Más o menos la mitad son los tipos que se encuentran en África y el resto entran en un grupo hermano que se encuentra principalmente en los trópicos del Nuevo Mundo, especialmente en México. Las plantas son especies con flores del género Bursera, que tienen una distribución similar (en México existen 100 especies).

Becerra dice que, debido a que el coleóptero se especializa en comer la misma familia de plantas en ambas regiones, se ha especulado que la interacción entre ellos debe haber comenzado hace mucho, antes de que África y Sudamérica se separaran del antiguo supercontinente de Gondwana.

El estudio confirma que tanto las plantas como los coléopteros evolucionaron antes de que se produjera la separación, hace unos 100 millones de años, y también muestra que la mayor parte de la diversificación de las dos familias en especies separadas se fue produciendo a lo largo de los últimos 30 millones de años, en respuesta a los cambios ambientales y presumiblemente debido a cada uno de los cambios de estrategias de supervivencia que hacía el otro.

Muchas especies del género Bursera ha evolucionado hasta tener notables armas químicas a su disposición. Las variedades que utilizan los chorros almacenan resinas químicas a gran presión en sus tallos y hojas y las liberan en respuesta a un daño: "además de ser repelentes y tóxicas, las resinas se solidifican al tomar contacto con el aire y pueden cubrir y dejar tiesos por completo a los pequeños insectos", dijo Becerra.

A su vez, algunas especies de coleópteros han descubierto cómo desarmar a sus hospedadoras, mordiendo metódicamente para producir una serie de pequeños tajos en las venas centrales de las hojas, lo que le quita la fuerza y detiene el flujo de los líquidos de defensa. Algunos pierden hasta una hora haciéndole este trabajo a una hoja, que luego les lleva de 10 a 20 minutos consumir por entero.

"Las mediciones indicaron que los linajes de plantas que poseen estos sistemas defensivos son más o menos de la misma antigüedad que los linajes de coleópteros con adaptaciones para contrarrestar estas defensas", dijo Becerra. "La mayoría de los linajes de plantas del género Bursera que incluyen fuerte lanzamiento de chorros evolucionaron en un relativo sincronismo con los linajes de Blepharida que incluyen especies capaces de desarmar esas defensas."

Las especies de Bursera que no arrojan chorros tienen un sistema diferente, que es producir mezclas químicas complejas diseñadas para repeler o envenenar a los hambrientos coleópteros. En estos casos se han desarrollado, también, interacciones complejas y altamente especializadas: un coleóptero particularmente fuerte come una planta de gusto particularmente desagradable. Este coléoptero puede metabolizar las mezclas químicas sin correr riesgos.

Becerra pudo determinar que las especies de plantas que producen estos productos químicos y los coleópteros que se especializaron en comerlas han evolucionado en un tiempo relativamente reciente, durante los últimos cinco a doce millones de años.

Ella señala que un grupo parecido de coleópteros, del género Diamphidia —que incluye el pequeño escarabajo muy conocido en África porque la tribu !Kung San los utiliza para envenenar sus flechas— están también especializados en alimentarse de otro grupo de plantas, las del género Commiphora.