Una mosca sírfida sobrevuela la inflorescencia de mostaza negra
En los veranos de 2018 y 2019, el ecólogo James Ryalls y sus colegas iban a un campo cerca de Reading, en el sur de Inglaterra, para observar a los insectos que zumbaban alrededor de las plantas de mostaza negra (Brassica nigra). Cada vez que una abeja, un sírfido, una polilla, una mariposa u otro insecto intentaba llegar al polen o al néctar de las pequeñas flores amarillas, tomaban nota.
Era un experimento poco habitual.
Algunas parcelas de plantas de mostaza estaban rodeadas de tuberías que
liberaban ozono y óxidos de nitrógeno, gases contaminantes que se producen
alrededor de las centrales eléctricas y de los coches. Las concentraciones de
contaminantes estaban muy por debajo de lo que los reguladores estadounidenses
consideran seguro.En otras parcelas había tuberías que liberaban aire normal.
Los resultados sorprendieron a
los científicos. Las plantas asfixiadas por contaminantes recibieron hasta un
70% menos de visitas de insectos en general, y sus flores recibieron un 90% menos
de visitas en comparación con las de las parcelas no contaminadas.
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| Una instalación experimental dentro de un campo de cultivo. Hay un anillo de tuberías negras elevadas sobre el suelo unidas a los postes de la cerca. Las plantas se colocaron dentro de este anillo y los contaminantes se liberaron a través del anillo negro de tuberías. Más al fondo hay túneles de polietileno. Foto de Neil Mullinger. |
En un momento en el que muchas
poblaciones de insectos ya están sufriendo profundos descensos debido a los
productos químicos agrícolas, la pérdida de hábitats y el cambio climático, cada
vez hay más investigaciones que sugieren que la contaminación puede alterar la
atracción de los insectos hacia las plantas.
Alrededor del 75% de las plantas
silvestres con flores y alrededor del 35% de los cultivos alimentarios dependen
de los animales para trasladar el polen, de modo que las plantas puedan
fertilizarse entre sí y producir semillas. Incluso las plantas de mostaza negra
utilizadas en el experimento, que pueden autofecundarse, mostraron una caída
del 14 al 31% en la polinización, medida por el número y peso de los frutos, y del
número de semillas por fruto de las plantas en el caso de las plantas cercanas
a las emisiones de aire sucio.
Los científicos aún están
tratando de determinar cuán fuertes y extendidos son estos efectos de la
contaminación y cómo operan. Están descubriendo que la contaminación puede
tener una sorprendente diversidad de efectos, desde cambiar los olores que
atraen a los insectos hacia las flores hasta distorsionar su capacidad para
oler, aprender y recordar.
Olfatos alterados
Los insectos suelen depender del
olfato para desplazarse. Mientras vuelan por sus territorios de “caza”,
aprenden a asociar las “buenas flores” en términos de producción de néctar y
polen, con sus aromas. Aunque algunas especies como las abejas también utilizan
para orientarse las indicaciones de sus compañeras de colmena y ciertos puntos
de referencia visuales como los árboles, incluso ellas dependen en gran medida
del sentido del olfato para detectar sus flores favoritas desde la lejanía. Por
su parte, los polinizadores nocturnos como las polillas son olfateadores
especialmente dotados que pueden oler flores a un kilómetro de distancia.
Uno de los efectos de la
contaminación es cómo altera los aromas florales. Cada fragancia es una mezcla
única de docenas de compuestos que son químicamente reactivos y se degradan en
el aire. Gases como el ozono o el óxido de nitrógeno reaccionarán rápidamente
con estas moléculas y hacen que los olores desaparezcan incluso más rápido de
lo habitual. En el caso de los aromas muy reactivos, la columna aromática solo
puede viajar un tercio de la distancia que debería recorrer cuando no hay
contaminación.
Y como algunos compuestos se
degradan más rápido que otros, el aroma que los insectos asocian con
determinadas plantas se transforma volviéndolas potencialmente irreconocibles,
como se ha demostrado en
experimentos diseñados en un tunel de viento en elque introdujeron ozono. El
túnel también estaba equipado con un dispositivo que liberaba de forma
constante una mezcla sintética de olores florales. Utilizando detectores
químicos, el equipo de investigaciónobservó cómo la columna de aroma floral se
acortaba y se estrechaba a medida que el ozono recortaba los bordes y algunos
compuestos desaparecían por completo mientras otros persistían.
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| En el esquema se muestran tres gráficos. En cada uno de ellos hay una mancha de color que emana desde la izquierda y se hace más ancha a medida que se extiende hacia la derecha. Los colores indican la concentración de olor. La columna superior es la más gruesa con diferencia, la columna del medio es menos gruesa y la columna inferior es la más fina y no llega hasta la derecha. Los compuestos aromáticos de las flores, como el α-terpineno, reaccionan rápidamente con el ozono, lo que hace que las columnas de olor se acorten y se encojan, de modo que los insectos tengan menos probabilidades de olerlas. El gráfico superior muestra una columna de olor inalterada, el central muestra la forma de la columna sometida a una concentración moderada de ozono y el inferior muestra la columna de olor bajo una concentración alta de ozono. |
Los científicos habían entrenado
a las abejas para que detectaran el aroma floral original exponiéndolas al olor
y luego dándoles agua azucarada, hasta que lograron que sacaran automáticamente
sus probóscides en forma de lengua al oler el aroma. Pero cuando se ensayó con
olor ozonizado que representaba los bordes de la columna de aroma, a 6 o 12
metros de distancia de la fuente, solo el 32% y el 10%, respectivamente, de las
abejas sacaron sus probóscides.
Los investigadores también han
observado que los escarabajos rayados del pepino (Acalymma vittatum) y
los abejorros de cola roja (Bombus wuflenii) tienen
dificultades para reconocer sus plantas hospedantes por encima de ciertos
niveles de ozono. Algunas de las observaciones más dramáticas se producen por
la noche, cuando se acumulan contaminantes extremadamente reactivos, los llamados
radicales de nitrato.
Aproximadamente un 50% menos de
polillas del gusano cuerno del tabaco se sentían atraídas por la prímula pálida
(Primula integrifolia) cuando el aroma de la planta se veía alterado por
estos contaminantes, y las polillas esfinge de línea blanca (Sissphynx
albolineata) no reconocían el olor en absoluto. Esto redujo la cantidad de
semillas y frutos de la prímula en un 28%.
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| Fotografía de una polilla del gusano cuerno del tabaco (Manduca sexta) en vuelo acercándose a una flor grande, blanca y con forma de trompeta. El fondo es oscuro. Las polillas del gusano cuerno del tabaco se encuentran entre los polinizadores nocturnos cuya capacidad para oler las flores se ve alterada por contaminantes del aire comunes. Foto de Kiley Riffell. |
Nublando los sentidos y las mentes
¿Pueden los insectos aprender a
reconocer los olores transformados por la contaminación? Para que los insectos
reconozcan los nuevos olores como algo gratificante, necesitan olerlos mientras
se alimentan del néctar, pero el problema es que el aroma de una flor se
transforma solo a cierta distancia de la flor. Tal vez algunos insectos puedan
aprender a seguir los olores contaminados a medida que se acercan a una flor,
pero hasta ahora esto solo se ha
demostrado en el caso de la polilla del tabaco Manduca sexta.
Además, la contaminación también
puede dificultar el aprendizaje de los insectos. En un estudio publicado en
2019, los investigadores entrenaron a las abejas para que reconocieran un
olor utilizando el método del agua azucarada y la probóscide. Luego, expusieron
a las abejas a los gases de escape del diésel. Más tarde, hicieron pruebas para ver cuántas de ellas habían memorizado su entrenamiento y
seguían reaccionando a la mezcla de olores sacando la probóscide.
Sorprendentemente, un 44% menos de abejas pudieron recordar el olor 72 horas
después de la exposición al diésel en comparación con las abejas no expuestas.
El experimento sugiere que las
abejas no son capaces de formar y conservar esos recuerdos. La razón no está
clara; tal vez el gas de alguna manera causa estrés fisiológico en los cerebros
de las abejas que conduce a impedimentos neurológicos. Esto podría significar
hipotéticamente que en el aire contaminado, las abejas pueden olvidar los aromas
originales de las flores, o los aromas contaminados si logran aprenderlos.
El aire sucio puede incluso
afectar el sentido del olfato de los insectos. Hace unos años, unos ecólogos
franceses conectaron
electrodos a las antenas de los abejorros de cola roja y de las avispas de
los higos (superfamila Chalcidoidea). Descubrieron que la exposición de los
insectos al ozono a menudo hacía que estos órganos sensibles a los olores
fueran mucho menos sens ibles. Las abejas y las avispas expuestas a niveles
moderados de ozono se movían sin rumbo en lugar de dirigirse hacia los olores
de sus plantas hospedantes. Incluso en presencia de niveles altos de ozono, las
avispas de los higos incluso evitaban el olor.
La cabeza de una abeja colocada dentro de un recipiente pequeño sobresale mientras extiende su probóscide hacia un alfiler que tiene una gota de líquido en el extremo. Para estudiar si las abejas reconocen determinados olores, los científicos utilizan el “ensayo de extensión de la probóscide”: se expone a las abejas a un olor determinado mientras se las trata simultáneamente con un líquido dulce. Una vez que las abejas han aprendido a asociar el olor con la recompensa dulce, automáticamente sacan su órgano del gusto (la probóscide) cuando huelen el olor. Utilizando esta técnica, los científicos han descubierto que las abejas que normalmente reconocen los olores de las flores a menudo no los reconocen cuando los aromas han sido alterados químicamente por contaminantes. Foto de Martin Strube-Bloss.
La transformación de los aromas de las flores puede ser sólo un factor entre muchos. Las partículas contaminantes pueden interferir con la capacidad de las moscas domésticas para oler los alimentos, por ejemplo, y el ozono cambia las feromonas de las moscas macho para que huelan más como las hembras, lo que hace que los machos persigan a otros machos.
La contaminación también puede
afectar de manera más general a la reproducción y supervivencia de los insectos.
Si se suman todos estos impactos, un estudio reciente estima que la
contaminación del aire causa una reducción
de más del 30% en el rendimiento de los polinizadores. Los científicos
necesitan más investigación sobre las diferentes especies, su sensibilidad a la
contaminación y sus interacciones con las plantas, especialmente en regiones
poco estudiadas.
A los productos químicos agrícolas hasta el cambio climático, añadimos los factores que socavan y reducen la aptitud para detectar olores, lo que cada vez hace que sea más difícil para estos insectos desarrollar sus ciclos de vida y procesos normales. Si haces que sea un poco más difícil encontrar una flor, ¿será ese el punto de inflexión que lleva a un insecto al límite vital de supervivencia?
* Artículo traducido y extractado a partir de otro de Katarina Zimmer en la revista digital Knowable Magazine de 29/07/2024.