Puro chinchulín

Como parte de mi actual proyecto de investigación, estoy haciendo disecciones de larvas, pupas y adultos de escarabajos para estudiar cómo es la morfología de su sistema nervioso central (cerebro y cordón nervioso), y cómo cambia a lo largo de los distintos estadios de vida de esta especie. Al respecto de esto comentaré algo en otro post.

Tercer instar larval del escarabajo Onthophagus taurus

Pero lo cierto es que cuando uno ve a una de estas larvas durante la mayor parte de su ciclo, se las ve de cabeza clara y cuerpo oscuro. El color oscuro, amarronado, se debe a que la mayor parte del cuerpo de la larva está compuesta por un enorme intestino. De hecho, el intestino en sí no es lo que le da el color, sino su contenido. En este caso, se puede decir con total propiedad que el cuerpo de esta larva es color marrón caca.

Hacia el final de este tercer estadio larval, estos animales comienzan a acumular importantes reservas de grasas entre el intestino y la pared del cuerpo, con lo cual las larvas tardías se ven de color más claro a medida que la acumulación de lípidos oculta los contenidos intestinales. En el último período previo al empupamiento, la larva purga por completo los contenidos de su sistema digestivo, en preparación para una remodelación drástica del mismo.

¿Tan grueso es el intestino que ocupa toda la cavidad corporal? No, pero ocurre que al igual que en muchos otros animales, intestino es varias veces más largo que el cuerpo, así que se encuentra replegado dentro del mismo. Esto es más fácil de ver si se hace una disección recortando y retirando la parte dorsal de la pared del abdomen. Eso fue lo que hice, y me pareció que daba como para hacer uno de esos posters motivadores que tan de moda están en ciertos ámbitos laborales y hogares dictados por libros de autoayuda.

Más allá del chiste fácil (y la verdad es que se presta para numerosos chistes fáciles y juegos de palabras el tema de trabajar con animales que viven de y en caca...), no estaría muy errado decir que esta larva es pura tripa. Pero, ¿cuán largo es el intestino realmente en proporción al largo de la larva?
Bueno, la manera más simple es seguir adelante con la disección de la larva (ya que murió por la ciencia, saquémosle toda la información posible para que su muerte no sea en vano). Despegando cuidadosamente el triperio, que está unido por tejido conjuntivo y la red traqueal (esos hilitos blancos que se ven por todos lados, y que conforman la tubería finamente ramificada que lleva aire a la mayoría de los tejidos del cuerpo), podemos ir desplegando el largo completo del intestino. Y nos queda algo así:

Disección dorsal de una larva en tercer instar de Onthophagus taurus, mostrando la longitud y secciones del tubo digestivo.

Esta vez me acordé de incluir una escala de referencia, que nos permite tomar medidas. El largo de la punta de la cabeza a la cola de esta larva era de unos 9 mm. El tubo digestivo mide unos 64 mm, con lo que la proporción lineal de intestino a cuerpo es de aproximadamente 7 a 1. Como referencia, el largo del tracto digestivo humano es de 9 metros; por lo tanto, la proporción relativa a una persona de Argentina de estatura promedio es de 5.45 a 1. Por otro lado, el intestino delgado de una vaca tiene una proporción de 20 a 1 respecto al largo de su cuerpo. Al parecer, la gente que estudia vacas está obsesionada por el largo del intestino delgado, porque no pude encontrar nada respecto al largo total de todo el tubo digestivo.

El tubo digestivo del escarabajo adulto es notablemente más corto, aproximadamente del largo del animal (no tengo fotos porque estaba muy entretenido buscando el cordón nervioso del bicho). ¿Por qué tanta diferencia, si los dos comen la misma caca? Bueno, resulta que no comen lo mismo. La larva se alimenta de la celulosa los restos vegetales presentes en el estiércol, mientras que los adultos se alimentan de la fracción líquida, exprimiendo porciones de bosta para sacarles el juguito. Dejo el comentario sobre la diferencia entre las mandíbulas de la larva y el adulto para otro momento, porque me dieron ganas de hacerme una naranja exprimida. Hasta la próxima!

Presentando al escarabajo toro y su ciclo de vida

En esta ocasión, quería presentarles al organismo en el que estoy trabajando en estos días. Su nombre científico es Onthophagus taurus, y es un miembro de la familia Scarabaeidae (o sea, un escarabajo). Pertenece a un grupo ecológico de escarabajos conocidos como escarabajos estercoleros, llamados así porque se alimentan del estiércol. O sea, dicho en criollo, que comen bosta. Existen muchísimos tipos de escarabajos estercoleros, incluyendo los afamados escarabajos peloteros. Los escarabajos peloteros son conocidos por hacer pelotas de bosta y llevarlas rodando hasta sus guaridas. A mí en particular los escarabajos peloteros me hacen acordar siempre a Kurt, el amigo de Maya, que siempre moría de vergüenza cada vez que lo veían rodando bolas de caca, porque se presentaba ante todo el mundo como un "escarabajo de las rosas".

dung dramas
ink & digital, Barrett Klein 2004

Pero no todos los escarabajos estercoleros son peloteros. Muchos excavan túneles por debajo de las tortas de bosta (el término en inglés es dung patties, que si lo piensan resulta de lo más interesante, si se acuerdan de las hamburguesas) y arrastran la bosta al interior de las galerías, donde las almacenan y las procesan para armar bolas nodrizas (brood balls). Las bolas nodrizas conforman la reserva de comida que cada madre escarabajo prepara para cada una de sus crías. En cada bola nodriza, la madre escarabajo crea una cavidad, dentro de la cual deposita un huevo, cuidadosamente apoyado en un pedestal que ella misma secreta. Del huevo eclosiona una larva, que se come el pedestal y luego comienza a alimentarse de las paredes de la cavidad de su bola nodriza. Al alimentarse, la larva va ganando peso y realiza dos mudas (o ecdisis) a fin de poder reemplazar su exoesqueleto quitinoso por otro de tamaño más grande. Tras su tercer estadio larval, la siguiente muda pasa a un estadio muy particular, conocido como pupa: en la pupa, el exoesqueleto conforma en cierto modo un sarcófago escasamente articulado, cuya función es permitir al escarabajo proceder a pasar por una serie de transformaciones bastante drásticas que lo transforman a la forma final adulto. Esta metamorfosis es un proceso dramático, en el que numerosas estructuras de la larva se desarman por completo para reorganizarse a la versión adulta, protegidas por el exosqueleto de la pupa. Al finalizar la metamorfosis, el joven adulto emerge del interior de exoesqueleto pupal con su forma definitiva.

Adulto macho de Onthophagus taurus.

El género Onthophagus es ejemplar de los escarabajos estercoleros pero no peloteros. Su etimología delata su principal rasgo ecológico: el nombre proviene de las raíces griegas onthos (=bosta) y phagus (=alimentarse). Es un género muy diverso, con alrededor de 2000 especies distribuidas por todo el mundo. La especie O. taurus, o escarabajo toro, es una especie de origen Mediterráneo, pero que actualmente ha sido introducido en el este de Norteamérica y más recientemente en Australia Occidental y Nueva Zelanda. Los machos de tamaño grande (pero no los más pequeños, más al respecto en otro momento) portan cuernos curvos simétricos en la parte posterior de la cabeza, reminiscentes de los cuernos de los toros, y de ahí su nombre.

Una larva en instar 3 de Onthophagus taurus asomándose desde su cámara.

O. taurus tiene un ciclo similar al descripto más arriba. La larva se desarrolla dentro de las bolas nodrizas creadas por su madre, donde se alimenta de las fibras de celulosa que abundan dentro de la matriz de bosta en la que se encuentran. La larva no es un habitante pasivo de las bolas nodrizas, sino que las modifican, usando su extremo posterior con forma de espátula y su propia caca como herramienta y material para generar un revoque interno de la cámara en la que pasa toda su infancia. Cuando uno cuidadosamente desagrega la bola nodriza, es posible hacer un huevo en la cámara, de la que sale la larva muy enojada. Las larvas son sorprendentemente agresivas, y atacan sin dudar a cualquier intruso que se abra camino a su recámara, incluyendo otras larvas de la misma especie.

Larva de O. taurus

Tras pasar por sus tres estadios o instares larvales, el individuo muda a una pupa.

Pupa de un O. taurus macho, con prominentes cuernos en la cabeza y tórax.

La pupa es inicialmente de un color blanquecino con paredes translúcidas, y a medida que pasa el tiempo, y los nuevos componentes del exoesqueleto del adulto se van endureciendo por debajo del exoesqueleto de la pupa, se va tornando de color cada vez más oscuro. La pupa refleja ya caracteres del adulto, incluyendo los cuernos de la cabeza si se trata de un macho. Las pupas de ambos sexos también tienen un cuerno torácico, una estructura impar que emerge del dorso del protórax de la pupa, pero que no tiene correlato en el adulto: los escarabajos adultos de esta especie no poseen ningún cuerno en el tórax.

Adulto macho de O. taurus.

Tras aproximadamente 10 días, el escarabajo adulto emerge del interior del exoesqueleto pupal. Inicialmente de color marrón claro, se toma aproximadamente uno a dos días para endurecer y pigmentarse hasta alcanzar un color entre marrón oscuro y negro. En este momento, ya está listo para salir a la búsqueda de otra torta de bosta, un compañero o compañera para aparearse, y reiniciar el ciclo.
Hay muchos aspectos sumamente interesantes respecto a la biología de esta especie, y especies emparentadas, que las hacen un modelo para estudiar cómo los mecanismos de desarrollo evolucionan e influyen las estrategias de vida de los organismos. Ya les contaré más adelante algunos ejemplos.

Especial de Halloween: un escarabajo de fuego

Hace poco fue Halloween, y por estos pagos del norte, esta época tiene sabores, olores y colores muy característicos. No voy a entrar en la discusión acerca de los orígenes de esta tradición, o el nivel de desvirtuamiento que ha sufrido a manos de la sociedad moderna de consumo. Porque la verdad que cualquier excusa para hacer un poco de arte viene bien. Y también para integrar en la mezcla los tópicos de investigación.

Mi experiencia en tallar calabazas es muy poca, y sólo conocía el modelo tradicional de Jack-O'-lantern tan fuertemente asociado a todas las imágenes de Halloween. Pero gracias a Internet descubrí que hay mucho más arte que solo cortar agujeros en forma de ojos triangulares y bocas aserradas. Y que hay mucho juego de luces asociado al grosor de la calabaza y el dejar o quitar la cáscara anaranjada, cuando uno pone adentro una fuente de luz. Así que decidí darle una chance a la imaginación, aún sabiendo que mis capacidades artísticas tienen sus limitaciones.

Primero hice una prueba piloto con una calabaza chiquita, y un modelo más tradicional, para probar qué tal se me daba lo de tallar con cierto nivel de detalle. El resultado fue lo suficientemente satisfactorio como para ponerme a posar con la calabaza, aún a riesgo de sufrir alguna que otra quemadura con la verla que estaba encendida por dentro.

Más contento, decidí emprender un proyecto de mayor envergadura, con una calabaza "de verdad". Y para salir un poco del formato tradicional y ver qué tal me iba con un modelo más cercano a los bichos con los que me estoy empezando a familiarizar, decidí tratar de plasmar a mi sujeto de investigación, el escarabajo estercolero Onthophagus taurus.

 Algunos pasos intermedios del proceso quedaron plasmados y están en la imagen adjunta. Tomó toda una tarde, y mi únicas herramientas fueron el cuchillito que se ve junto a la calabaza en la foto de la izquierda, y una cuchara que use para escarbar el interior de la calabaza para ajustar el grosor y por tanto la luminosidad de las partes.

Ya bien entrado Noviembre, todavía me queda otra calabaza, a la espera de que una tarde me encuentre aburrido y inspirado para probar nuevamente...

Acerca del blog y de su autor

Hace mucho tiempo que vengo considerando comenzar un blog de algún tipo para poder contar la diversidad de cosas super interesantes con las que uno se puede encontrar simplemente con poner un poco de atención y mirar bajo la lupa todo lo que nos rodea. Uno de los placeres de trabajar en las ciencias naturales, y en particular, la biología, es que brinda una posición privilegiada para encontrar y entender las maravillas cotidianas de la naturaleza. Y en cierto modo, un montón de cosas que termino contando individualmente a amigos y familiares podría tranquilamente volcarlas en el teclado para un público más amplio.

Siendo la primera entrada de este blog, creo que corresponde presentarme. Quien les escribe es un biólogo que se ha dedicado durante la mayor parte de su carrera al mundillo de la investigación, con particular interés en biología evolutiva y sus conexiones con otras áreas que van desde la ecología y el medio ambiente hasta la biología molecular. Completé mi Licenciatura en Ciencias Biológicas en el Centro Regional Universitario Bariloche, dependiente de la Universidad Nacional del Comahue, en la ciudad de Bariloche, Argentina. Tras completar mi tesina de licenciatura sobre la genética poblacional y biogeografía del puyen chico (Galaxias maculatus), una especie de pez de agua dulce que habita lagos y ríos de Sudamérica, Australia y Nueva Zelanda, trabajé dos años como becario de investigación desarrollando bases de datos espacialmente explícitas (usando sistemas de información geográfica, o GIS) para analizar la distribución y dinámica de los ensambles de peces de los lagos y ríos de Patagonia. Más adelante me trasladé a la Universidad de Maryland, College Park (EEUU), donde completé mi doctorado en Comportamiento, Ecología, Evolución y Sistemática investigando en el laboratorio de Alexa Bely una familia de anélidos de agua dulce y los mecanismos evolutivos que vinculan su capacidad de regenerar con las estrategias de reproducción asexual por fisión. Tras doctorarme, estuve un año como científico visitante en el Museo Nacional de Historia Natural del Instituto Smithsoniano en Washington DC, investigando la distribución y evolución de la habilidad para regenerar en nemerteos, unos gusanos marinos que habitan ambientes someros y profundos de todo el mundo.

Actualmente estoy trabajando como investigador postdoctoral en la Universidad de Indiana en Bloomington (EEUU), pero continúo como investigador colaborador en departamento de Zoología de Invertebrados en el Museo de Historia Natural, y como colaborador externo con el Grupo de Evaluación y Manejo de Recursos Icticos de la Universidad del Comahue (Argentina). En mi trabajo actual estoy investigando las vías de desarrollo que han permitido la espectacular diversidad de cornamentas en escarabajos estercoleros del género Onthophagus. Sobre este tema pienso contarles más en las próximas entradas.