domingo, 26 de enero de 2014

Leptanilla. Vuelo, miniaturización y apterismo

Leptanilla. Flight, miniaturization and apterism

Hace tiempo describí en otra entrada el vuelo de un macho de Leptanilla, un género de hormigas diminutas, estrictamente subterráneas y ciegas, de hábitos nómadas y linaje ancestral. He retomado el video (filmado originalmente a cámara lenta a 600 fps) para editarlo a una velocidad de reproducción de 2 fotogramas por segundo, de tal forma que se aprecien con claridad, durante el corto vuelo, los 7 contactos dorsales entre las alas de ambos lados. Estos impactos de las alas contralaterales, denominados “clap and fling” por Weis-Fogh (1973) en sus estudios sobre el vuelo de coleópteros muy pequeños, generan vórtices que incrementan la capacidad de ascenso de estos micro insectos para los que el aire constituye un medio sumamente viscoso (con un índice de Reynolds muy bajo).
Recuerde el lector que el macho de Leptanilla recorre en el siguiente video una distancia de 10 mm a una velocidad de 20 cm/seg, batiendo las alas con una frecuencia de 150 aleteos/seg.

Vuelo de un macho de Leptanilla sp

Esta notable adaptación del vuelo de Leptanilla –los impactos dorsales entre las alas de ambos lados– está directamente relacionada con la miniaturización, que se vincula a su vez con la vida hipogea. El hecho de que los machos de estas hormigas ciegas y subterráneas salgan al exterior, con alas dotadas de mecanismos especializados para incrementar la capacidad de vuelo, nos retrotrae de algún modo al origen remoto de las hormigas.
En los últimos años se ha propuesto, mediante filogenias basadas en análisis de ADN, y con estudios sobre los hábitos de nidificación de numerosos géneros, que la familia Formicidae debió surgir bajo tierra. Uno de los grupos ancestrales, situado en la base de dicho árbol filogenético, es precisamente el de la subfamilia Leptanillinae, una subfamilia con escasos géneros miniaturizados y subterráneos.
Sin embargo, los fósiles más antiguos de hormigas descubiertos hasta ahora son de especies de mayor tamaño y con ojos desarrollados que debieron vivir, por tanto, en estratos superficiales o arbóreos.
El problema planteado no es pequeño. Permítame el lector una breve especulación:
  1. Es difícil encontrar fósiles de hormigas minúsculas y estrictamente subterráneas, y por ello no puede descartarse su existencia anterior a la de las especies fósiles de la extinta subfamilia Sphecomyrminae.
  2. La vida subterránea de las primeras hormigas, necesariamente miniaturizadas para su desenvolvimiento en el ambiente hipogeo, pudo ser clave en la inducción del apterismo de la casta obrera. El apterismo de las obreras es una de las características esenciales que definen a las hormigas respecto de otros himenópteros, sobre todo por la potencialidad que ofrece de interacción con el medio. Esta potencialidad, sobrevenida como consecuencia del apterismo, pudo ser uno de los motores evolutivos que aceleró la extraordinaria diversificación de los formícidos.
  3. Las primeras hormigas subterráneas debieron mantener siempre algún tipo de contacto con el exterior. Un ejemplo son las actuales Leptanillinae, cuyos machos conservan ojos y alas funcionales.
  4. De lo anterior se desprende que probablemente hubo especies pequeñas y subterráneas anteriores a las de los fósiles conocidos de hormigas oculadas y epigeas. Cabe predecir que en el futuro se descubrirán fósiles de las minúsculas hormigas primigenias que vivieron bajo tierra, quizá de algún macho atrapado en ámbar durante el vuelo nupcial.

Referencias:
  • Weis-Fogh, T. 1973. Quick estimates of flight fitness in hovering animals, including novel mechanisms for lift production. The Journal of Experimental Biology 59: 169-230.

2 comentarios:

  1. Son muy interesantes estas Leptanilla, desde que leí el post de tu trabajo en las piscinas y la excavación para muestrearlas no dejo de mirar en balsas y charcas.¿Lo de filmar a dos fotogramas por segundo lo haces con el editor a posteriori ?
    Un saludo carlosluis.

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  2. Hola Carlosluis:

    Para filmar a cámara lenta empleo la cámara Casio Exilim Pro EX-F1. Los videos tienen formato de Quicktime, con la extensión ".mov". Después, ya en el ordenador, utilizo el programa QuickTime 7 Pro, muy fácil de manejar. Con él se pueden extraer fotogramas, cortar escenas, etc. Una de las funciones es la de abrir una secuencia de imágenes previamente extraídas, y exportarlas como película a la velocidad de reproducción que elijas. Es lo que he hecho con el video de esta entrada.

    Oye, sería estupendo si encuentras Leptanilla. Un dato importante: Los machos flotando en estanques, charcas o piscinas sólo los encontrarás en verano, cuando realizan los vuelos nupciales. En Madrid los he colectado desde finales de junio a finales de setiembre. Si te decides a poner berlesses, no caves dentro de bosques cerrados sino en espacios más abiertos.

    Saludos,
    José María

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