Ventajas de la metamorfosis para insectos

Distribución de recursos

Imagina que solo queda una rebanada de pastel de chocolate. Estás solo en casa y tienes hambre. ¿Qué haces? Es muy probable que te lo comas. Pero ahora suponga que comparte la casa con un niño precioso y de buen comportamiento. Ahora se siente un poco mal comer ese pastel solo, ¿verdad? Puede dárselo al niño, o al menos compartirlo.

Esto es parte del problema que los insectos resuelven mediante la metamorfosis , el proceso biológico por el cual un animal cambia de forma abrupta y dramática durante su desarrollo. ¡No más compartir!

Los insectos ametabolos , como el pez plateado (Thysanura), tienen crías que son esencialmente versiones diminutas de los adultos. No sufren metamorfosis. Los insectos hemimetabolos , como las cucarachas (Blattodea), tienen crías que se parecen a los adultos pero que son diferentes en aspectos importantes. Por ejemplo, los insectos hemimetabolos jóvenes no tienen alas. A veces, su proceso de desarrollo se denomina “metamorfosis incompleta”. Los insectos holometábolos sufren una metamorfosis completa. Pasan por una fase de huevo, una fase larvaria y una fase pupal en la que el tejido larvario se digiere por completo y se vuelve a ensamblar antes de convertirse en adulto. Los ejemplos de insectos holometábolos incluyen orugas que se convierten en mariposas y gusanos que se convierten en moscas.

Los peces plateados son metabólicos.

La evolución de la metamorfosis

Parece algo confuso, al principio, que un proceso natural pueda desarrollar algo tan radical como la transformación de una oruga en una mariposa. La respuesta a esa línea de pensamiento comenzó incluso antes de que se entendieran los mecanismos de la evolución. El médico inglés William Harvey sugirió que las orugas eran embriones escapados … ¡allá por 1651!

Aunque Harvey se equivocó en algunas cosas (por ejemplo, pensó que una pupa era otro tipo de huevo), se ha acumulado cada vez más evidencia genética para sugerir que las larvas, como las orugas y los gusanos, en realidad son solo embriones de insectos que han escapado de sus huevos. .

Los hexápodos, criaturas de seis patas muy parecidas a los insectos, parecen haber evolucionado hace unos 479 millones de años. Según los registros fósiles, parece que la metamorfosis tiene unos 280 millones de años. En Illinois, los paleontólogos han encontrado una forma intermedia: un fósil de un insecto joven que se parece a una larva y a un saltamontes.

Los científicos Lynn Riddiford y James Truman han sugerido una de las descripciones más completas de cómo podría haber evolucionado la metamorfosis. Apuntan a la pro-ninfa , una etapa en los primeros insectos holometábolos. Las pro-ninfas se ven y actúan de manera diferente a las etapas posteriores. Algunos insectos completan su fase pro-ninfa mientras aún están en el huevo, pero algunos siguen siendo pro-ninfas durante un breve período después de que nacen. Riddiford y Truman sugieren que tal vez, en algún momento del pasado, algunas pro-ninfas no absorbieron completamente la yema de sus huevos. En lugar de dejar que se desperdicie, desarrollaron la capacidad de comer mientras aún estaban en el huevo. Se volvió útil para embriones como estos para seguir comiendo, y con el tiempo, estos embriones que comen yema se convirtieron en las orugas y gusanos que conocemos hoy.

Beneficios de los embriones hambrientos y hambrientos

Si eres una polilla adulta, lo bueno de una oruga es que no come lo mismo que tú. Aunque los lepidópteros (el grupo de mariposas y polillas) es un grupo diverso, muchas mariposas comen néctar y muchas orugas mastican hojas, ¿verdad? Por lo tanto, a diferencia de usted y su hijo hambriento de pasteles, las mariposas no tienen que compartir sus recursos con bebés hambrientos. Si eres una mariposa, puedes tener esa flor de pastel para ti solo.

Otra ventaja de los insectos holometábolos es que pueden aprovechar recursos que cambian con las estaciones. Los insectos son muy diversos, y algunos de ellos viven años y años, pero la mayoría de ellos tienen una vida bastante corta. Por lo tanto, un cambio de estación puede ser muy importante para un insecto. Los insectos holometábolos pueden sincronizar su crecimiento con los cambios estacionales. Por ejemplo, las orugas monarca ( Danaus plexippus ) colonizan las partes del norte de su área de distribución durante el verano, pero solo las mariposas monarca adultas, con alas, migran hacia el sur en el otoño.

Las mariposas monarca adultas migran a México en el otoño y se agrupan en los árboles durante el invierno.

Las pupas también son una buena manera de pasar el invierno. Muchas pupas tienen un caparazón duro para defender al insecto de los climas duros, y algunos insectos construyen un capullo protector alrededor de su pupa. Por ejemplo, una mariposa cola de golondrina puede ser una oruga hambrienta durante todo el verano, invernar como pupa y luego emerger en primavera para volar como adulta. Dado que la mayoría de las pupas no comen, ser pupa puede ser una buena manera de reducir la velocidad durante el invierno, cuando es difícil encontrar comida.

Jarmila Kukalova-Peck, quien ha sido la mayor experta mundial en la evolución de las alas durante décadas, señala que algunos fósiles de insectos antiguos tienen juveniles con alas. Pero, esencialmente, ningún insecto moderno obtiene alas hasta que es adulto. ¿Por qué no tener alas cuando eres una larva, por si acaso? Kukalova-Peck dice que esto se debe a que beneficia a los insectos juveniles para que sean más aerodinámicos, mientras que beneficia a los adultos para que puedan dispersarse mejor. Además, las alas tienden a ser delgadas y frágiles, por lo que cuando mudas (mudas de piel), corres el riesgo de destrozarlas. Dado que los insectos dejan de mudar cuando se vuelven adultos, esperar hasta la edad adulta para desarrollar alas significa que es menos probable que sus alas se dañen.

Veamos todo esto de manera más general. Un bebé y un adulto tienen prioridades diferentes, ¿verdad? Por lo tanto, tiene sentido que también deban priorizar sus cuerpos de manera diferente. El trabajo de una oruga es comer y crecer, por lo que tiene sentido que las orugas tengan piezas bucales eficaces y estómagos grandes. El trabajo de una mariposa es dispersarse, aparearse y tener descendencia, por lo que tiene sentido que una mariposa tenga alas grandes y órganos sexuales completamente desarrollados.

Resumen de la lección

La metamorfosis es el proceso por el cual un animal atraviesa un cambio abrupto y dramático como parte normal de su ciclo de vida, como cuando una oruga se convierte en mariposa. Los insectos ametabolos no experimentan metamorfosis, los insectos hemimetabolos experimentan una metamorfosis parcial y los insectos holometábolos experimentan una metamorfosis completa.

La metamorfosis probablemente evolucionó hace unos 280 millones de años. Se cree que la forma larvaria de un insecto holometábolos se parece más a un embrión que ha “escapado” de su huevo.

Quizás el beneficio más llamativo de la metamorfosis es que permite que los insectos juveniles y adultos ocupen diferentes nichos, de modo que los juveniles y los adultos no compitan entre sí. La metamorfosis también puede brindar una protección útil contra el invierno, como una funda de pupa dura. La metamorfosis significa que las formas de insectos juveniles y adultos pueden priorizar cosas diferentes. Esperar hasta la edad adulta para desarrollar alas también es más seguro para los insectos.