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Coevolución de insectos y plantas: La herviboría

Nota Área de Entomología:

Coevolución de insectos y plantas: La herviboría

Publicado el 18/05/2021
Avispa
Francisco Urra, curador del Área de Entomología, nos cuenta sobre lo virtuosas que pieden ser las relaciones en la naturaleza.

En la evolución orgánica por medio de la selección natural intervienen factores físicos, químicos y biológicos que afectan directa o indirectamente la sobrevivencia y reproducción de determinados individuos dentro de una población; es, por tanto, un proceso que no ocurre de manera aislada o independiente, pues es afectado por las condiciones ambientales y la interacción con individuos de otras especies.

De este modo, se habla de coevolución cuando dos linajes de organismos influyen mutuamente en su trayectoria evolutiva. Así, los cambios en el genoma de un organismo pueden favorecer la selección de mutaciones surgidas en el genoma del otro, produciendo adaptaciones que favorecen la interacción entre ambos. El mutualismo es la relación más conocida, en la que ambos organismos se benefician mutuamente. Sin embargo, estas relaciones podrían ser el resultado de interacciones inicialmente hostiles entre ambas especies.

La coevolución entre insectos y plantas es frecuente de observar, pues ambos grupos de organismos presentan una gran diversidad de especies. Esta relación puede ocurrir durante cualquier etapa del ciclo de vida de los organismos involucrados. Sin embargo, interesan aquellos aspectos biológicos en los que plantas e insectos entran en contacto más frecuente, regular y prolongado, y que afectan directamente el éxito reproductivo de estas especies.

Se reconocen dos principales tipos de interacción, entre plantas y herbívoros (fitofagia o herbivoría) (Figura 1a) y entre plantas y polinizadores (polinización) (Figura 1b). Los mecanismos involucrados en estas interacciones pueden ser de naturaleza química o física. Los insectos usan señales químicas y físicas para detectar o discriminar ciertas plantas, mientras que las plantas manipulan las señales químicas y físicas para disuadir o atraer a los insectos.

Figura 1. De todas las interacciones conocidas entre insectos y plantas, la herbivoría y la polinización son las más conocidas. a) avispa sierra del sauce (Tenthredinidae), b) abeja cortadora de hojas (Megachilidae).

Tal es el grado de significancia de estas relaciones que el 43% de las especies conocidas de insectos (que asciende a más de 1 millón) corresponden a insectos herbívoros (fitófagos) (Figura 2). Además, la relación de las plantas con los herbívoros tiene una profunda implicancia ecológica, pues estos animales pueden reducir drásticamente el éxito reproductivo de las plantas (reduciendo su capacidad competitiva), mantienen a un número casi igual de especies de depredadores y parasitoides invertebrados, y proporcionan una fuente importante de alimento para muchas aves, reptiles y pequeños mamíferos. Algunas cifras son dignas de destacar; por ejemplo, en bosques tropicales los insectos herbívoros consumen entre el 10 al 25% del follaje, mientras que en los pastizales y praderas consumen entre el 10 y el 75% de la vegetación. Además, estas especies tienen una profunda importancia en nuestra economía pues pueden llegar a causar una pérdida que varía entre el 18 y el 20% de la producción anual de cultivos.

 

Figura 2. El 99% de los lepidópteros (a), el 35% de los coleópteros (b), el 90% de los hemípteros (c) y el 90% de los ortópteros (d) son herbívoros.

En otras interacciones, las plantas exhiben cierto nivel de tolerancia al ataque de los herbívoros, compensando el daño con nuevo crecimiento vegetativo y reproductivo, o bien escapando al ataque de éstos, creciendo durante el invierno o la primavera temprana, adelantándose a la activación de los insectos.

Referencias

Agrawal, A. A. (2000) Overcompensation of plants in response to herbivory and the by-product benefits of mutualism. Trends in Plant Science, 5(7), 309-313. doi:10.1016/s1360-1385(00)01679-4

Grimaldi, D. & Engel, M. S. (2005) Evolution of the Insects, 1st Edition, Cambridge University Press. 772 pp.

Sharma, S., Kooner, R. y Arora, R. (2017) Insect Pests and Crop Losses, pp.45-66. In Breeding Insect Resistant Crops for Sustainable Agriculture. DOI:10.1007/978-981-10-6056-4_2

Triplehorn, C. A., y Johnson, N. F. (2005). Borror and DeLong's Introduction to the Study of Insects. Thomson Books/Cole, USA, Seventh edition, 864 pp.

Whitney, H. M. y Glover, B. J. (2013) Coevolution: Plant-Insect. In: eLS. John Wiley & Sons, Ltd: Chichester. DOI: 10.1002/9780470015902.a0001762.pub2