Temas selectos en ecología química de insectos. Julio C. Rojas

Temas selectos en ecología química de insectos - Julio C. Rojas


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del estímulo dentro del olfatómetro cuando se usan compuestos muy volátiles.

      Olfatómetros con aire

      En este tipo de aparatos la idea es usar aire para transportar las moléculas odoríferas; pueden ser divididos en aquéllos de una sola elección, doble elección y los de múltiple elección, usualmente de cuatro vías. Típicamente este tipo de aparatos están constituidos por el olfatómetro, un flujómetro para controlar el flujo de aire, filtros con algún adsorbente (p. ej. carbón activado) para limpiar de impurezas el aire introducido al olfatómetro, un sistema de humidificación y una bomba de aire/vacío. El olfatómetro puede hacerse en alguna compañía que trabaje vidrio bajo el diseño del investigador, pero también existen compañías que venden comercialmente dichos aparatos. Estos tipos de aparatos han sido usados para evaluar la respuesta de insectos caminadores (hormigas, chinches, larvas de lepidópteros) e insectos de limitada capacidad de vuelo (picudos) y voladores de tamaño pequeño (parasitoides, microlepidópteros). Han sido utilizados en la búsqueda de feromonas sexuales, de agregación, de ruta y en respuesta a volátiles vegetales.

      Doble elección

      El modelo más utilizado de un olfatómetro de doble elección es el de tipo tubo “Y”, aunque también hay modelos en “T”. Generalmente este tipo de aparatos se construye de vidrio pero también de cartón y plástico. El tamaño puede variar de acuerdo con el tamaño del insecto a estudiar. El funcionamiento básico es que el olor es pasado a través de un brazo de la “Y” y aire limpio a través del otro, así la proporción de insectos entrando o alejándose del brazo que contiene el olor es usada como una medida de la atracción o repelencia del extracto o compuesto evaluado (McIndoo, 1926). Las desventajas que presentan son su bajo poder de resolución y la difícil interpretación de los resultados (Hare, 1998).

      Múltiple elección

      Túnel de vuelo. Debido a que las respuestas de los insectos realizadas en el aire son altamente integradas, los bioensayos que utilizan aire con insectos voladores son probablemente los más discriminantes en la investigación de feromonas (Baker & Linn, 1984). Así, el túnel de vuelo ha sido utilizado principalmente para bioensayos en la identificación de feromonas y kairomonas en insectos voladores, aunque también ha sido empleado para insectos caminadores. El túnel de vuelo puede ser construido por el investigador o adquirido comercialmente (Figura 4). Estos aparatos pueden hacerse de diversos materiales que no despidan olores que afecten la respuesta de los insectos. Los materiales más usados son vidrio o acrílico transparente. El vidrio tiene la ventaja de que puede ser limpiado fácilmente usando algún disolvente. Sin embargo, su fragilidad es un punto en contra, y en la construcción de túneles grandes (> 2 m), es preferible usar acrílico. Por otra parte, el acrílico es menos frágil, pero se debe tener cuidado con el disolvente usado para limpiarlo ya que puede reaccionar con éste.

      Olfatómetro de cuatro vías. Este tipo tiene varias ventajas con respecto al olfatómetro tipo “Y” (Hare, 1998). Por ejemplo, tiene cuatro cámaras, lo que permite evaluar más de un compuesto o diferentes concentraciones de un compuesto al mismo tiempo. También minimiza la turbulencia que comúnmente se presenta en las uniones del tubo “y”, la cual eventualmente mezcla los olores ofrecidos. En este tipo de olfatómetro se crean cuatro campos distintos de olor dentro de una cámara en donde los individuos pueden moverse libremente. Esta libertad de movimiento es importante para que el insecto pueda explorar los diferentes campos de olor ofrecidos. Las compañías de EUA (ARS) y Alemania (Syntech) generalmente lo fabrican en acrílico transparente.

      Figura 4. Túnel de viento para determinar la actividad biológica (Tomada de Baker & Linn 1984).

      Servoesfera (compensador de locomoción)

      Este tipo de aparato permite registrar la trayectoria de un insecto en respuesta a una fuente de olor. El primer prototipo de una servoesfera fue construida en el Instituto Max Planck de Alemania (Kramer, 1976). El insecto modelo es mantenido sobre un globo de acrílico, al cual se le envía un flujo de aire con el extracto o compuesto a evaluar. Los desplazamientos de la esfera causados por el movimiento del insecto son monitoreados por generadores de pulso permitiendo la reconstrucción de la trayectoria del insecto. Pueden ser evaluados varios parámetros usando este tipo de aparato, incluyendo la velocidad lineal y angular, la duración y dirección del desplazamiento (McMahon et al., 2001). Un modelo comercial de este tipo de aparato ha sido desarrollado por Syntech, el cual involucra un programa de computadora para activar el sistema. La respuesta de varios insectos y otros artrópodos a feromonas sexuales y de agregación, y a volátiles de plantas y vertebrados, se han estudiado usando la servoesfera.

      Condiciones para la realización de los bioensayos

      El número de individuos a evaluar por cada tratamiento y si estos serán observados individualmente o en grupos son aspectos importantes que deberán ser considerados antes de iniciar los bioensayos. Generalmente, lo deseable es evaluar a los insectos individualmente de manera que el comportamiento del individuo no afecte la respuesta de otros individuos. Por ejemplo, es posible que un insecto al caminar deposite compuestos químicos sobre las paredes del olfatómetro que puedan afectar el comportamiento de su conespecífico. El número de repeticiones es trascendental en cuanto a la fortaleza de las conclusiones alcanzadas en cualquier estudio, y dependerá de factores tales como la disponibilidad de material biológico, el tipo de olfatómetro utilizado y el modelo a estudiar. Por ejemplo, el número de repeticiones varía en los estudios de la identificación de feromonas sexuales usadas por machos durante la búsqueda de pareja y de kairomonas usadas por las hembras durante la búsqueda de hospedera en Lepidoptera. Siempre se requieren un menor número de repeticiones durante la identificación de feromonas, esto posiblemente se debe a que, en general, las respuestas de los machos a este tipo de feromonas es alto (> 90%), mientras que la respuesta a las kairomonas es bajo (< 50%). La hora del día apropiada para realizar las observaciones es un aspecto práctico en cualquier estudio (Martin & Bateson, 1993). Es bien conocido que las actividades de los insectos, al igual que otros animales, presentan un ritmo circadiano, así, por ejemplo, una hembra de palomilla que libera feromona durante la noche, puede hacerlo al inicio, a la mitad o al final de la noche, dependiendo de la especie; mientras que en otra parte de la noche, usualmente durante las primeras horas, oviposita sobre su planta hospedera. Si nosotros estamos interesados en estudiar la respuesta de machos a la feromona sexual, entonces debemos observar a los machos durante el periodo de llamado. Por el contrario, si deseamos estudiar la respuesta de hembras a volátiles vegetales que éstas usan como una señal durante la búsqueda de hospedera, debemos observar a los insectos durante la parte del día en que las hembras ovipositan. Así, para determinar el momento más adecuado para la observación debemos realizar una extensa búsqueda de literatura para saber si existe información acerca de la hora del día que determinada especie de insecto realiza la conducta de interés. Si dicha información no está disponible para la especie a estudiar, se recomienda realizar observaciones preliminares que permitan establecer el periodo más adecuado de observación. En algunas ocasiones, al estudiar insectos de hábitos nocturnos, es conveniente mantener los insectos en condiciones de fotoperiodo invertido (p. ej. luz en la noche, oscuridad durante el día), de manera que las observaciones puedan realizarse durante las horas de trabajo. El tiempo de observación es un parámetro que habrá que definir con anterioridad y con observaciones preliminares o a través de una búsqueda de literatura.

      Registro del comportamiento

      Los registros pueden detallar solamente la frecuencia y el tiempo de ocurrencia del comportamiento de interés, o bien incluir información adicional, tales como la fecha y hora del experimento, la edad, sexo, estado sexual del insecto observado, así como otras variables ambientales (temperatura, humedad relativa y condiciones de iluminación).

      Existen diferentes maneras de registrar el comportamiento de los insectos durante el bioensayo. La forma seleccionada dependerá de los objetivos del estudio. Indudablemente una de las formas más sencillas para registrar las frecuencias de los actos comportamentales observados es usando papel y lápiz. La ventaja de esta forma de registro es el ahorro del tiempo para el análisis


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