Con calor pican más
El grupo de investigadores liderados por Pablo Schilman estudia los factores no biológicos del ambiente que pueden ejercer algún tipo de influencia sobre el comportamiento y la fisiología de los insectos. Para eso, uno de los modelos utilizados es el de la vinchuca.
¿Pueden estar relacionados el aumento de la temperatura ambiente y una mayor propagación de la enfermedad de Chagas? Según estudios realizados por Pablo Schilman y su equipo de investigadores en el Laboratorio de Ecofisiología de Insectos, esa hipótesis podría ser perfectamente posible. En realidad, lo que a los investigadores les interesa saber es de qué manera factores abióticos como la humedad y la temperatura ambiente afectan el comportamiento y la fisiología de los insectos.
“Los insectos son animales ectotérmicos, es decir que su temperatura varía junto con la temperatura ambiente. En el caso de las vinchucas, por ejemplo, que son insectos hematófagos y vectores transmisores de la enfermedad de Chagas, un aumento de la temperatura ambiente se ve reflejado en un aumento en la temperatura corporal del insecto que produce como consecuencia un aumento en su tasa metabólica. Este aumento en el metabolismo hace que los nutrientes se consuman más rápidamente y tenga que picar (para ingerir sangre) más frecuentemente. En caso de ser vinchucas infectadas con Tripanosoma cruzi, este aumento de frecuencia de alimentación producirá un aumento en la transmisión del Chagas”, explica Schilman. Por esta razón es importante conocer la relación entre temperatura y tasa metabólica de las vinchucas, porque así se podrá modelar y predecir qué podría ocurrir con la transmisión de la enfermedad ante un aumento o cambio de la temperatura ambiente. “También nos interesa saber los rangos de tolerancias a las temperaturas máximas y mínimas de los insectos, lo cual brinda información sobre limitantes fisiológicos para su distribución geográfica”, agrega el investigador.
Por otra parte, evitar la desecación es vital para la supervivencia y colonización de hábitats terrestres. Los insectos necesitan un gran control sobre la pérdida de agua por su relación superficie/volumen. En particular, los insectos hematófagos deben enfrentarse a cambios abruptos en el balance hídrico debido a los diferentes estados nutricionales. Cuentan con un gran exceso de agua luego de la alimentación, pero deben pasar también prolongados períodos de tiempo sin ingestión de alimentos. “Por esta razón son un buen modelo para estudiar los efectos del ayuno, y de la humedad y temperatura ambiente en la modulación y control de la pérdida de agua y el metabolismo”, afirma Schilman.
El modelo de estudio en general utilizado por el equipo de investigadores son las vinchucas criadas por ellos mismos, en colaboración con el Laboratorio de Fisiología de Insectos; pero también, en colaboración con otros grupos de investigación dentro y fuera de la facultad, trabajan con hormigas y con un moscardón cazador de abejas.
Gerardo de la Vega, Carmen Rolandi, Pablo Schilman, Carolina Coulin y Jimena Rada.
“Con José Crespo, del Laboratorio de Ecofisiología de parasitoides, estamos tratando de medir el gasto energético del vuelo de un moscardón que caza abejas en vuelo. Con Luis Calcaterra, de la Fundación para el Estudio de Especies Invasivas (FuEDEI), tenemos una pequeña colaboración estudiando las tolerancias térmicas de la pequeña hormiga de fuego y cómo estas tolerancias se modifican por la aclimatación a distintas temperaturas”, detalla el investigador. “Esta pequeña hormiga de fuego es una especie invasora y recientemente se descubrió que la población que estamos estudiando dio origen a la introducción de esta hormiga en Israel”, agrega.
Para llevar adelante su investigación, los miembros del equipo trabajan en laboratorio, realizando experimentos de comportamiento y mediciones fisiológicas tales como la medición de la producción de dióxido de carbono (que es una medida indirecta del metabolismo) y liberación de agua en insectos individuales en tiempo real. Para ello, hacen pasar una corriente de aire con flujo controlado y libre de CO2 y agua, por una cámara donde va ubicado el insecto. Luego, el aire que sale de la cámara pasa por un analizador de agua y un analizador de CO2. “Conociendo el flujo de aire, y las concentraciones de CO2 y vapor de agua medidas, se calculan las tasas de producción de CO2 y de emisión de agua. Este sistema de gran resolución temporal permite medir la producción y liberación de CO2 y agua en tiempo real de pequeños insectos individuales como pueden ser ninfas de vinchucas o una mosca Drosophila que pesa aproximadamente un miligramo. Esta enorme resolución temporal nos permite, por ejemplo, medir los costos energéticos de las distintas actividades que realizan los insectos. Medimos la tasa metabólica en reposo y en actividad, como el costo de caminar una determinada distancia, llevar una carga, volar, etcétera”, explica el investigador.
La investigación llevada a cabo sobre el metabolismo y el balance hídrico de los insectos, entre ellos vectores de enfermedades y especies invasoras plaga, permitirá, entonces, tener un conocimiento más acabado sobre la relación tanto entre las adaptaciones, como en las limitantes fisiológicas de éstos y el medio ambiente en el cual habitan.
Laboratorio de Ecofisiología de Insectos
(Departamento de Biodiversidad y Biología Experimental)
Laboratorio 48, 4to. piso, Pabellón II, 4576-3300.
http://www.dbbe.fcen.uba.ar/new/system/objetos.php?id_prod=990&id_cat=36
Dirección: Pablo E. Schilman
Tesistas de doctorado: Carmen Rolandi, Gerardo J. de la Vega
Tesistas de grado: Jimena Rada, Carolina Coulin
