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Coevolución: los murciélagos y el desarrollo de la bioluminiscencia en las luciérnagas

Hoy os traemos el resumen de un estudio cuyos resultados suponen un gran avance para conocer el origen de uno de los procesos más asombrosos que se pueden observar en la naturaleza: la bioluminiscencia de las luciérnagas. Los autores de este estudio apuntan la posibilidad de que haya sido la acción depredadora ejercida por los murciélagos la que haya favorecido el desarrollo y evolución de esta espectacular cualidad.

De manera frecuente, las especies no evolucionan de manera aislada, sobre todo cuando su supervivencia depende de una relación depredador-presa o parásito-hospedador, entre otras. Este fenómeno, conocido como coevolución, resulta fundamental para ambas especies debido a su alta inderdependencia. Por ejemplo, la gacela de Thompson (Eudorcas thomsonii) y el guepardo (Acinonyx jubatus) han establecido desde tiempos inmemoriales una carrera evolutiva en la que al aumento en la agilidad y velocidad de la gacela durante la huida ha seguido un aumento en la velocidad alcanzada por el guepardo durante la persecución.

“Coevolución: fenómeno evolutivo que se da cuando dos especies o más interactúan e influyen mutuamente en la evolución de la/s otra/s”

En los procesos de coevolución entre depredadores y presas, es frecuente que estas últimas desarrollen mecanismos de defensa para evitar ser atacadas o para reducir la tasa de éxito de esos ataques. Y, aunque hay muchos tipos de mecanismos de defensa, uno de los más comunes es el desarrollo y exhibición de señales de advertencia, de manera que cuando son detectados por un potencial depredador, éste rechace atacar a la presa. Sería lo equivalente a una señal que diga “ojito con comerme, no te la juegues”. En el caso de las luciérnagas, un buen número de las casi 2000 especies que forman este grupo se han dotado de una protección química que las protege frente a los depredadores. En concreto, las luciérnagas del género Photinus producen unas toxinas llamadas lucibufaginas, similar a la que tienen los sapos del género Bufo y que pueden resultar tremendamente mortales para los depredadores (mamíferos, reptiles, anfibios, aves, arañas y otros insectos). Para hacernos una idea de su toxicidad, resaltar que la ingesta de una sola luciérnaga de este tipo puede ser letal para muchas especies de lagarto.

Así, las luciérnagas no solo usan la bioluminiscencia para tareas reproductivas (durante el cortejo), sino también como señal de advertencia sobre su toxicidad y mal sabor a potenciales depredadores. Además de esa señal bioluminiscente, las luciérnagas complementan su advertencia con otro tipo de señales multisensoriales (movimiento y vibración de las alas) que pueden ser detectadas por los murciélagos.

Photinus pyralis

Luciérnagas de la familia Lampyridae (Photinus pyralis) utilizadas en el experimento. Autor: Terry Priest Attribution-ShareAlike 2.0 Generic (CC BY-SA 2.0).

En este contexto, un estudio liderado por Brian C. Leavell, de la Universidad Estatal de Boise (Estados Unidos), testó la hipótesis de si las señales que emitían las luciérnagas de la especie Photinus pyralis tenían algún efecto sobre los ataques de una especie de murciélago (Eptesicus fuscus). En primer lugar, los investigadores comprobaron que, a pesar de los numerosos encuentros que se dan en la naturaleza entre ambas especies, esta especie de luciérnagas no formaban parte de la dieta habitual de los murciélagos. Pero, ¿cómo conseguían conseguían los murciélagos distinguir estas presas de otras no tóxicas?. Para responder a esta pregunta, desarrollaron un experimento con el que estudiar el comportamiento de los murciélagos ante las luciérnagas usando para ello cámaras infrarrojas. Así, a lo largo de cuatro noches consecutivas, observaron el comportamiento de los murciélagos cuando se les presentaban tres tipos de luciérnagas presas: 1) voladoras con luz; 2) voladoras sin luz; y 3) no-voladoras con luz.

Los resultados mostraron que las luciérnagas voladoras con luz (1) tenían menos probabilidades de ser atacadas por los murciélagos que las luciérnagas que solo presentaba un tipo de señal (solo vibración de las alas o solo luz), es decir, voladoras sin luz (2) o no voladoras con luz (3). Además, en todos los casos, los murciélagos modificaron su comportamiento a lo largo del experimento siendo la ingesta de todos los tipos de luciérnaga menor al final que al principio del mismo, y especialmente en el caso de las luciérnagas con luz y voladoras (1). Así, los autores demuestran que estos depredadores nocturnos aprenden a esquivar las luciérnagas tóxicas usando tanto la visión como la ecolocación, siendo más exitosos cuando combinan los datos que reciben de ambos sistemas sensoriales.

Eptesicus fuscus

Murciélago marrón grande (Eptesicus fuscus) utilizado en los experimentos. Autor: Fyn Kynd. Attribution 2.0 Generic (CC BY 2.0).

Esto evidencia que la integración de múltiples sentidos (vista y ecolocación en este caso), incrementa la eficacia de las señales de aviso en un sistema natural de depredador-presa. Finalmente, un análisis reciente sitúa el origen de las luciérnagas justo antes de la aparición de los murciélagos, por lo que parece que los murciélagos son y siempre han sido un depredador natural a evitar por las luciérnagas. Los autores confían en que, con la ayuda de filogenias calibradas, se pueda demostrar que la evolución de la luminiscencia ha sido en gran parte dirigida por la selección de la actividad depredadora que ejercen los murciélagos sobre las luciérnagas.

Artículo completo

Leavell, B.C., Rubin, J.J., McClure, C.J.W., Miner, K.A., Branham, M.A., Barber, J.R. 2018. Fireflies thwart bat attack with multisensory warnings. Science Advances, 4: eaat6601