Una cigarra espumadora orina tanto que podría ahogarse a sí misma. Por suerte, el insecto Philaenus spumarius, que es casi del mismo tamaño que una pastilla Tic Tac, tiene una catapulta en su colilla que salpica las gotas de sus desechos líquidos al aire y a una distancia segura de su cuerpo.
“A esta escala tan tan minúscula, la balística se vuelve muy complicada”, dijo Philip Matthews, profesor adjunto de fisiología comparada en el departamento de zoología de la Universidad de Columbia Británica. “Pero lo pueden lanzar bastante lejos”, agregó, y aclaró que “bastante lejos” en este caso significa de 5 a diez centímetros.
Los entomólogos comprenden muy bien los poderes urinarios de estos insectos, también conocidos como cercopoideos, o chicharras (incluso saltamontes espumadores). Sin embargo, sus habilidades de succión, que durante mucho tiempo confundieron a los científicos, han resultado ser mucho más impresionantes, según un artículo sobre los mecanismos alimentarios de los salivazos del prado publicado el miércoles en Proceedings of the Royal Society B.
Se sabe que las cigarras, que son comunes en Europa y Norteamérica, propagan ciertas enfermedades bacterianas entre las plantas. Orinan casi todo el tiempo ya que se alimentan de pura savia xilemática, un líquido tan carente de nutrientes que se debe sorber, sorber y sorber, a veces hasta por 24 horas seguidas.
La mayoría de los insectos que se alimentan de savia beben del floema, un líquido dulce ubicado en las tráqueas de las plantas que es fácil de obtener porque es generado por un gradiente de presión positiva, es decir que sale a borbotones del tallo de una planta cuando una pieza bucal lo perfora. En contraste, el xilema se genera con presión negativa —sus tráqueas de hecho se retraen— lo cual hace terriblemente difícil succionar y extraer el líquido. Este tipo de presiones negativas existen dentro de las columnas intactas de los vasos xilemáticos donde el agua se transporta de las raíces hacia las hojas para luego evaporarse a la atmósfera, explicó Matthews.
En 2019, para demostrar el poder de succión de las cigarras, Matthews, Elisabeth Bergman, una estudiante de maestría de quien él es asesor, y Emma Green, una voluntaria universitaria, examinaron la morfología de los insectos y pusieron a prueba sus habilidades metabólicas. Los sujetos de su estudio fueron tomados de la maleza cercana a su laboratorio.
Los investigadores tomaron microtomografías computarizadas de las cabezas de cercopoideos adultos y analizaron su bomba cibarial, una estructura en su cabeza que les permite llevar la savia del xilema a su cara. Como un destapacaños dentro de una jeringa, los músculos jalan un diafragma para aumentar el volumen de la cámara y captar la savia xilemática. Dado que las cigarras deben tirar de este diafragma a un ritmo constante para succionar, la estructura parecida a una nariz que tienen entre los ojos, llamada posclípeo, tiene una fuerza extraordinaria para dar cabida a todo ese músculo.
“Es como si tuvieran un bicep enorme en la cabeza”, dijo Matthews.
Con base en las dimensiones de las bombas cibariales de los cercopoideos, los investigadores calcularon cuánta presión negativa podrían generar dentro de su cabeza. Sus cálculos sugirieron que las cigarras espumadoras podrían generar hasta 1,6 megapascales, una presión mayor a la tensión que hay dentro de muchos vasos xilemáticos.
Esto demostró que las cigarras eran capaces de succionar mucho más de lo que antes se pensaba. Si los insectos “estuvieran en la cima de la antorcha de la Estatua de la Libertad, podrían tener un sorbete que llegara hasta un vaso de agua en el suelo y podrían succionar el líquido con toda facilidad”, sugirió Matthews, y agregó que los cercopoideos podrían seguir bebiendo sin problema incluso a unos metros por encima de la antorcha.
Tras calcular la poderosa succión de los insectos, los investigadores querían confirmar que esta acción no gastara más energía de la que generaba. Para probarlo, colocaron a las cigarras y un trazo de vaina de guisantes en una cámara hermética de acrílico para medir cuánto dióxido de carbono producía el insecto tras sorber savia durante 30 minutos.
Aunque los insectos parecían estar quietos bajo la mirada humana, los videos con acercamiento al rostro de las chicharras revelaron lo mucho que se mueven sus músculos faciales cuando comen.
“De pronto, resulta que un bicho que parece estar ahí sin hacer nada está moviendo la nariz como loco”, describió Matthews, en referencia al posclípeo del insecto.
La vaina de guisantes se cultivó con métodos hidropónicos y sus raíces expuestas se sumergieron en una solución de nutrientes. Esto facilitó el intercambio de esa solución por polietilenglicol, un fluido con presión negativa aún más fuerte que la solución de nutrientes. Matthews comparó el acto de beber polietilenglicol con un ciclista que sube una colina en su bicicleta en lugar de andar en un terreno plano. Los investigadores dedujeron que los salivazos del insecto bajarían el ritmo cuando se enfrentasen a este fluido más resistente. Sin embargo, lograron mantener la misma velocidad de succión, aunque su ritmo metabólico se disparó.
Alberto Fereres, entomólogo de Madrid, afirmó que el estudio ayudó a explicar cómo el Philaenus spumarius podría alimentarse de plantas con “tensiones muy negativas”, como las aceitunas y las parras.
Las mediciones metabólicas demostraron que estos insectos podían obtener más energía de la que gastaban, incluso si succionaban savia xilemática a toda potencia. “En eso consiste su existencia”, concluyó Matthews. “Beber, filtrar, orinar y bombear”.
Si bien este proceso es extremo desde la perspectiva del cercopoideo, es casi una certeza que ninguna planta repararía en la presencia de un solo insecto succionador. A menos, claro, que haya una plaga, en cuyo caso los montones de desechos líquidos que salpica con su colilla podrían llegar a parecer lluvia.
Fuente: https://www.nytimes.com
Por: Sabrina Imbler es una reportera que cubre la ciencia y el medio ambiente. @aznfusion
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