Develan nuevas perspectivas acerca de la evolución temprana de un grupo de insectos acuáticos voladores

Las efímeras (Orden Ephemeroptera) son insectos antiguos de más de 300 millones de años que poseen una etapa de vida única no registrada en otras especies con alas. Luego de convertirse en ninfas y de desarrollarse completamente, atraviesan una etapa subadulta alada llamada “subimago” que no tiene la capacidad de reproducirse, y que después de un breve período realiza la muda de su cutícula junto con sus alas funcionales para alcanzar un estadio final como insecto adulto.

Pues bien, un equipo internacional de especialistas en insectos liderado por Eduardo Domínguez, investigador del CONICET en el Instituto de Biodiversidad Neotropical (IBN, CONICET-UNT) utilizó tecnología de última generación para descubrir y luego describir cuál es el mecanismo clave en el mencionado proceso evolutivo de efímeras de subadulto a adulto. Para ello, tomaron como referencia las venas alares de estos insectos, las cuales incluyen áreas de debilidad en forma de burbuja llamadas bullas.

Entre otros aspectos, los y las especialistas del Consejo y de la Universidad Nacional de Tucumán revelaron que estas burbujas en las alas de las efímeras no desempeñan un papel en el vuelo como se asumía anteriormente, sino que son cruciales en torno al progreso hacia la etapa adulta final. Y no sólo eso: los resultados, publicados en la revista científica BMC Biology, proporcionan otras pistas sobre la evolución de los insectos alados en general.

Decodificando el proceso evolutivo

Domínguez explica que, desde hace 70 años, se creía que las bullas de las efímeras desempeñaban una función esencial en el vuelo de estos antiguos insectos mediante la flexión pasiva hacia abajo de la parte externa del ala durante la fase ascendente, ofreciendo así menos resistencia al aire y permitiendo que el ala se elevara con más facilidad. Precisamente, esta teoría acaba de ser desmentida por los autores mediante métodos de investigación modernos.

La grabación de videos de alta velocidad de efímeras en vuelo, evidenció que la teoría anterior no podía sostenerse: en lugar de doblarse durante el ascenso, las alas se mantienen en posición vertical para evitar la resistencia al aire, pero permanecen estables. Las bullas alares y su estructura detallada fueron investigadas mediante microscopía electrónica de barrido, micro-CT de sincrotrón y microscopía laser confocal, lo que confirmó efectivamente que las bullas son puntos débiles membranosos en las alas de ambas etapas aladas de estos insectos.

Al filmar la muda de subadultos a adultos, se observó además que para extraer las nuevas alas de la cutícula subimaginal, las levantan doblándolas en los puntos débiles definidos por las bullas. Esta hipótesis también fue confirmada indirectamente por la observación de que estas pequeñas burbujas están ausentes en aquellas efímeras que perdieron la muda del subimago durante el curso de la evolución. Por lo tanto, las bullas constituyen un marcador confiable de existencia de la muda del subimago.

“Al analizar posteriormente efímeras fósiles de hace 272 millones de años (periodo Pérmico), pudimos constatar que los ancestros tempranos a los de hoy ya utilizaban el mismo mecanismo de muda para sus alas por lo que la misma es una característica antigua de estos insectos”, revela el director del IBN. Es necesario también recalcar que “las bullas y la etapa de vida subadulta alada no se encuentran en otros insectos existentes, mientras que esta etapa intermedia puede haberse conservado en las efímeras debido a ventajas de selección vinculadas a la transición de hábitos larvales acuáticos a la vida adulta en tierra”, agrega el investigador.

En resumen y de acuerdo con el equipo de científicos y científicas, este trabajo proporciona nuevas perspectivas y una base para investigaciones futuras sobre la evolución de los insectos voladores. De hecho, una búsqueda exhaustiva de bullas en el registro fósil podría revelar si otros insectos alados también tenían una etapa de vida subadulta alada y determinar en qué punto de la evolución se perdió.