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

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

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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 de la información, pero puede ser limitada si el comportamiento de los insectos estudiados es muy rápido, de manera que no permita escribir y observar. Otra limitante consiste en que el menor descuido del observador puede resultar en la potencial pérdida de eventos importantes. Si uno está interesado en conocer la duración de los parámetros estudiados debe de disponer de un cronómetro. Una alternativa al uso de papel y lápiz, sobre todo cuando la respuesta de los insectos es muy rápida, es el uso de una grabadora para registrar la conducta. Posteriormente, la información puede ser vaciada a un formato previamente diseñado y desde ahí analizada. Este último punto puede ser una de las desventajas de usar una grabadora ya que tomará mayor tiempo que el de usar sólo papel y lápiz.

      El registro a mano usando una computadora personal representa un punto intermedio entre el registro usando papel y lápiz, y un sistema de video, el cual permite al experimentador estudiar la conducta de los insectos con más detalle, pero requiere equipo costoso. Martin & Bateson (1993) discuten las ventajas y desventajas de usar una computadora personal para registrar la conducta. El software para el diseño de experimentos, colección, y análisis de la información puede ser desarrollado por el investigador asociado con un programador, o bien adquirirlo de una compañía comercial. En este último caso tenemos a OLFA (http://www.exetersoftware.com/index.html), que es un programa para colectar y analizar datos comportamentales obtenidos con olfatómetros de cuatro vías. Los datos obtenidos con este programa incluyen el tiempo que un insecto pasa en las diferentes áreas del olfatómetro, el número de ingresos a cada área, el área en el cual el insecto entró primero, los actos observados. Un segundo programa comercial es “The Observer XT” (http://www.noldus.com/), que es un software desarrollado para colectar, analizar y manejar datos comportamentales de insectos. Existen varias versiones de este sistema una de las cuales permite combinar el software con la tecnología de video y multimedia. Este software ha sido bastante utilizado para estudiar el comportamiento de diversas especies de insectos. Por ejemplo, Rojas et al. (2000) usaron este programa para registrar los actos involucrados en el comportamiento de oviposición de la palomilla de la col sobre diferentes plantas hospederas.

      Las técnicas de análisis de imagen han sido ampliamente usadas para la adquisición y análisis de datos comportamentales (Wratten, 1993). El uso del video ha sido ampliamente utilizado para estudiar el mecanismo de orientación de insectos a feromonas sexuales (Willis & Baker, 1994; Justus et al., 2002) y a volátiles de plantas hospederas (Zanen & Cardé, 1996). También se ha usado en estudios de locomoción, por ejemplo, el video fue usado para registrar el trayecto de caminado de una hembra de Trichogramma maidis en la localización de huésped de diferentes razas. Además, puede ser usado para estudiar otros aspectos de la conducta de los insectos, por ejemplo, el número de visitas de un insecto a una cierta área para observaciones finas de la postura del cuerpo durante el comportamiento sexual, durante la inspección de un posible hospedero, o en respuesta a la presencia de una presa (Varley et al., 1993). El sistema básico para el análisis de imagen consiste en una cámara de video, las de circuito cerrado son las mejores, ya que son pequeñas, livianas y muy sensitivas. Sin embargo, la tecnología de las videocámaras ha progresado lo suficiente para conseguir equipos que reúnen muchas características de las cámaras de circuito cerrado y son una excelente opción para filmar la conducta de los insectos. Hay varios experimentos de los cuales se puede ser obtener suficiente información sobre la conducta de los insectos, por ejemplo, el simple registro en dos dimensiones de su trayectoria de vuelo (Riley, 1993; Young et al., 1993). Muchos de los estudios para investigar los mecanismos de orientación de los machos hacia las feromonas sexuales en palomillas han sido registrados con una sola cámara. En estos registros, los machos parecen moverse de izquierda a derecha y viceversa (p. ej. de manera zigzagueante). Sin embargo, algunos investigadores han observado que los machos suben y bajan suavemente en el espacio y así su vuelo tiene componentes verticales y horizontales (El-Sayed et al., 2000). En este último caso es necesario usar dos cámaras para registrar el vuelo de los insectos en tres dimensiones. Varios sistemas de video han sido descritos (Riley et al., 1990; Mankin & Hagstrum, 1995; Hardie & Young, 1997) para registrar el vuelo de un insecto en tres dimensiones. En estos estudios, el vuelo de los insectos fue registrado desde dos proyecciones usando dos videocámaras conectadas a una videograbadora. Los otros componentes del sistema comprenden una videograbadora y un monitor de TV. El principal requerimiento de la videograbadora es que produzca imágenes de alta calidad en modo de pausa y tener un buen control para atrasar y adelantar la cinta de video. Se recomienda usar cables coaxiales para hacer las conexiones entre los diferentes componentes del sistema para reducir la interferencia. Otros aspectos importantes que deben considerarse a fin de obtener imágenes de calidad incluyen la posición de la cámara, la iluminación y que el fondo de la arena sea lo más homogéneo posible (Young et al., 1993; varley et al., 1993).

      El hecho de usar una videograbadora para registrar el comportamiento de insectos tiene varias desventajas. En primer lugar, el almacenamiento análogo en una videograbadora sufre de una resolución fijada impuesta por el estándar de grabación (Becerra et al., 1993). En segundo lugar, el análisis de las cintas es una actividad que requiere de mucho tiempo. En tercer lugar, no es posible la inspección directa de los trayectos durante el curso de los experimentos. Debido a lo anterior, se han desarrollado sistemas capaces de registrar el vuelo y locomoción de insectos en respuesta a semioquímicos en tiempo real (p. ej. El-Sayed et al., 2000; Balch et al., 2001). En muchos casos los sistemas han sido construidos para uso personal (El-Sayed et al., 2000, biotracking, http://www.kinetrack.org), aunque en algunos casos el software es de dominio publico (p.ej. Wintrack, http://www.dpwolfer.ch/wintrack/) o puede ser adquirido de alguna compañía especializada (p.ej. Ethovision XT, http://www.noldus.com/). La elección del software

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