Un estudio reciente realizado por Mari Irving y sus colegas publicado en el Diario de Ecología Química arroja nueva luz sobre Cómo la dieta afecta a las mariposas pintadas. Estas conocidas mariposas, con sus alas con dibujos de color naranja y negro, son una vista común en los jardines de todo el mundo. El estudio, realizado por investigadores de la Universidad de Florida Central, se centró en comprender cómo las diversas especies de flores de las que se alimentan las damas pintadas afectan su supervivencia y desarrollo.

Damas pintadas (vanessa cardui) tienen una dieta extraordinariamente amplia y se alimentan de flores de más de diez familias de plantas diferentes. Esta estrategia de alimentación generalista les permite prosperar en una amplia gama de hábitats. Sin embargo, hasta la fecha, poca investigación ha examinado cómo los químicos específicos producidos por sus plantas huésped impactan a las mujeres pintadas en diferentes etapas de su vida. Las flores que visitan contienen diversos compuestos, incluidos terpenos, que dar muchas plantas sus olores distintivos. Este nuevo estudio se propuso determinar cómo los terpenos comunes que se encuentran en el néctar floral y el polen influyen en las orugas pintadas, las pupas y los adultos.

Examinando el impacto de los terpenos florales

Terpenos Son una clase importante de compuestos químicos que Las plantas producen por varias razones.. Estos diversos compuestos, que se encuentran en los aceites esenciales de muchas flores, árboles y hierbas, desempeñan funciones fundamentales en la defensa de las plantas contra plagas y enfermedades. Los terpenos también dan a las flores sus aromas distintivos, que sirven para atraer a los polinizadores. La mezcla de terpenos producida por una planta contribuye a su aroma único.

Dada su importancia en la defensa de las plantas y las interacciones de los polinizadores, los investigadores querían ver cómo los terpenos impactan a las mariposas pintadas que se alimentan de néctar y polen florales. Se centraron en cuatro terpenos florales comunes: limoneno, linalol, cineol y betacariofileno. El limoneno proporciona un aroma fresco y cítrico.. linalol Tiene un agradable aroma floral que se encuentra en la lavanda. Cineole tiene un olor medicinal parecido al alcanfor y Es un componente importante del aceite de eucalipto.. El betacariofileno presta una fragancia amaderada y especiada. Al probar este conjunto diverso de terpenos, los investigadores intentaron comprender cómo influyen en el crecimiento y la supervivencia de la dama pintada.

Investigación de los impactos de los terpenos mediante experimentos de alimentación controlada

La función Los investigadores realizaron experimentos de alimentación cuidadosamente controlados. para entender cómo los terpenos afectan a las mujeres pintadas. Alimentaron a las orugas pintadas con dietas artificiales enriquecidas con distintos niveles de los cuatro terpenos: limoneno, linalol, cineol y betacariofileno. Las dietas contenían diferentes concentraciones de cada terpeno, desde ninguno hasta niveles tóxicos.

Irving y sus colegas realizaron los experimentos a tres temperaturas diferentes: 24°C, 27°C y 30°C. Este variación permitida los investigadores para ver si la temperatura afectaba los efectos de los terpenos. Después de alimentar a las orugas con dietas de terpenos, los investigadores midieron varios efectos:

• Tasas de eclosión de los huevos.
• Supervivencia de la oruga
• Tiempo necesario para el desarrollo.
• Tamaño de las mariposas adultas pintadas.

Al probar sistemáticamente dietas con diferentes niveles de terpenos y temperaturas, los investigadores pudieron determinar cómo estos compuestos florales influyen en las mujeres pintadas en distintas etapas de la vida.

Los terpenos redujeron la supervivencia y desaceleraron el desarrollo, pero no redujeron el tamaño adulto

la alimentacion experimentos revelados Varias formas en que los terpenos impactaron a las mujeres pintadas. Los terpenos impidieron que muchos huevos eclosionaran, observándose efectos más fuertes a temperaturas más frías de 24°C en comparación con temperaturas más altas. Los tres monoterpenos (limoneno, linalol y cineol) fueron más eficaces para inhibir la eclosión de los huevos.

Además, las orugas y pupas morían con mayor frecuencia cuando se alimentaban con dietas que contenían niveles más altos de terpenos. Al igual que con la eclosión de huevos, los monoterpenos mostraron la mayor toxicidad, provocando aumentos de la mortalidad dependientes de la dosis durante las etapas de larva y pupa.

Curiosamente, los investigadores descubrieron que las tasas de mortalidad aumentaban a temperaturas más altas para algunos terpenos, como el linalool. Este resultado sugiere que la toxicidad de los terpenos puede aumentar con el calor.

Más allá de la supervivencia, los terpenos también ralentizaron el desarrollo de la dama pintada. Las orugas tardaron más en formar pupas cuando consumían dietas más concentradas. Los monoterpenos limoneno, linalool y cineol exhibieron este efecto retardador del desarrollo.

A pesar de los impactos negativos de los terpenos en la supervivencia y tasa de crecimiento, los científicos descubrieron que el tamaño de las mariposas pintadas adultas no se veía afectado por el contenido de terpenos de sus dietas larvarias. La masa adulta sólo varió dentro de un rango de aproximadamente el doble, independientemente de si las orugas consumieron niveles altos o bajos de los compuestos. Este resultado indica que, si bien los terpenos reducen la supervivencia juvenil, si las damas pintadas pueden salir con éxito de la etapa de pupa, pueden convertirse en adultos de tamaño normal.

Implicaciones para las interacciones entre plantas e insectos

Los resultados revelan que la dieta de la dama pintada tiene efectos variables según la etapa de la vida. Si bien los terpenos inhiben fuertemente la eclosión de los huevos, si las larvas se alimentan con éxito con dietas que contienen terpenos, podrían convertirse en adultos de tamaño normal, aunque a costa de un desarrollo más lento y una mayor mortalidad. Este impacto diferencial resalta cómo la susceptibilidad de las damas pintadas a defensas químicas de las plantas Depende en gran medida del contexto, impulsado por factores como la etapa de vida, la temperatura y los terpenos específicos presentes en su dieta floral.

La temperatura también parece desempeñar un papel importante en la determinación de la toxicidad de los terpenos. Los hallazgos ayudan a explicar por qué las plantas pueden producir diferentes sustancias químicas defensivas en condiciones de calor o frío: su eficacia cambia con la temperatura. Por ejemplo, los tres monoterpenos fueron menos tóxicos para las larvas y pupas pintadas a temperaturas más bajas. tan global las temperaturas suben, este fenómeno puede tener un impacto notable en las damas pintadas.

En términos más generales, esta investigación proporciona información sobre la compleja dinámica entre plantas e insectos herbívoros. Muestra cómo factores como plantas y cultivos silvestres divergir. Irving y sus colegas escriben:

En general, estos numerosos efectos individuales sugieren una posible intensificación de la interacción planta-herbívoro bajo el cambio climático. Las poblaciones más grandes de insectos de desarrollo más rápido consumen mayores cantidades de tejido vegetal, mientras que las plantas de crecimiento más rápido producen mayores cantidades de biomasa con menos nutrientes defendida con mayores concentraciones de defensas químicas basadas en carbono más efectivas. Si bien se podría esperar que las plantas prevalezcan en tales condiciones, si grandes poblaciones de insectos se someten a dietas en las que los individuos deben ingerir mayores cantidades de defensas químicas más tóxicas para satisfacer sus necesidades nutricionales mínimas, eso constituiría una fuerte fuerza selectiva para la evolución de resistencia a esas defensas químicas.

Irving et al. 2023.

El problema con esto, dicen los autores, es que si bien plantas salvajes se adaptarán, las plantas domesticadas no evolucionarán; son seleccionados. Por tanto, los cultivos pueden volverse mucho más atractivos para las plagas resistentes a los terpenos. Los cambios de temperatura, particularmente las oscilaciones de temperatura en estaciones extremas en aumento, también afectarán las defensas químicas de las plantas contra los herbívoros. Tanto los cambios de temperatura como de tiempo deberán tenerse en cuenta en los futuros modelos de control de plagas.

LEA EL ARTÍCULO:
Irving, MR, Goolsby, EW, Stanford, H., Lim-Hing, S., Urrea, M. y Mason, CM (2023) “La temperatura altera los impactos toxicológicos de los terpenoides vegetales en el modelo herbívoro polífago vanessa cardui, " Diario de Ecología Química. Disponible en: https://doi.org/10.1007/s10886-023-01449-8.

Cubierta: vanessa cardui. Imagen: Canva.