Ciencias

El invento del estudiante permite a los investigadores rastrear fácilmente insectos difíciles de detectar

Los insectos son notoriamente difíciles de rastrear debido a su pequeño tamaño, ciclo de vida corto y tendencia de otros organismos a comer. Un nuevo dispositivo simple y asequible desarrollado por un estudiante de posgrado puede decirles a los investigadores cuándo la mayoría de los insectos están activos y cómo la contaminación lumínica, el cambio climático y la creciente urbanización están afectando su comportamiento. Crédito: Museo de Florida, foto de Eric Zamora

WCon un poco de software de seguridad para el hogar y un poco de ingenio, los investigadores han desarrollado un dispositivo económico que les permite estudiar el comportamiento y la actividad de los insectos en las áreas donde son más diversos.

Los insectos son fácilmente el grupo de organismos más grande del planeta, y debido a que las especies viven en todos los continentes, incluida la Antártida, están en todas partes. Sin embargo, en comparación con las aves y los mamíferos, los científicos saben muy poco sobre cuándo la mayoría de los insectos están despiertos y activos, especialmente para las especies nocturnas que vuelan bajo un velo que oscurece la oscuridad.

“Gran parte de lo que sabemos sobre el comportamiento de los insectos proviene de especies que están activas durante el día”, dijo Akito Kawahara, curador del Centro McGuire para Mariposas y Biodiversidad en el Museo de Historia Natural de Florida y coautor de la publicación. nueva investigación describiendo el dispositivo. «Estudiamos mariposas, abejas y hormigas porque podemos verlas, pero hay cientos de miles de insectos nocturnos, todos los cuales hasta ahora han sido casi imposibles de rastrear».

Saber cuándo los organismos están más activos es la base para comprender sus comportamientos y ritmos circadianos, patrones que determinan cuándo buscan alimento, se reproducen, polinizan flores y más. Sin datos básicos sobre estos insectos, es más difícil predecir o determinar cómo los pueden afectar los cambios en el medio ambiente, como el aumento de la contaminación lumínica.

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Pero cuanto más pequeño es el animal, más difícil es rastrearlo. Los insectos suelen ser demasiado pequeños para llevar dispositivos de seguimiento que mostrarían a los biólogos sus movimientos. En cambio, los investigadores tienen que atraerlos con cebos o luces que brinden solo una imagen parcial de sus actividades.

Cortinas de insectos

Las cortinas de insectos brindan una instantánea de la diversidad de insectos nocturnos en un área determinada, pero no permiten un estudio detallado de cuándo los insectos están más activos y cómo se comportan. Crédito: Yash Sondhi

“Se podría pensar que una polilla es nocturna porque solo se la ve de noche, pero eso no significa que no esté al aire libre durante el día. Es posible que no se haya visto «, dijo el autor principal Yash Sondhi, estudiante de doctorado en la Universidad Internacional de Florida, guiado por Kawahara. «Queríamos mirar más allá de las clases ordinarias nocturnas o diurnas, lo que podría ser una simplificación excesiva. «

Durante años, Kawahara trató de encontrar un dispositivo portátil que pudiera usar para rastrear insectos mientras trabajaba en el campo con su compañero Jesse Barber, de la Universidad Estatal de Boise. A veces incluso trató de subcontratar el trabajo a empresas con la esperanza de que pudieran construirlo para él. Pero los dispositivos que son lo suficientemente sensibles para medir los movimientos sensibles de las polillas más pequeñas y que son lo suficientemente duraderos para soportar entornos hostiles y ubicaciones remotas sin electricidad o Internet resultaron difíciles de diseñar.

Entonces, cuando Sondhi se ofreció a intentar crearlo él mismo, Kawahara se emocionó. “Habíamos dejado el proyecto de lado, pero Yash pudo venir y construir un dispositivo que siempre habíamos imaginado”, dijo.

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Yash Sondhi funda pLAM

Yash Sondhi instala pLAM en una estación de campo en Costa Rica, donde los investigadores probaron el equipo con mariposas en los bosques nubosos de Monteverde. Crédito: Yash Sondhi

Sondhi reunió una microcomputadora, un software de seguimiento de movimiento de código abierto, sensores, una cámara y todas las luces infrarrojas importantes que no molestan ni confunden a los insectos. Colocó todo esto en una jaula de red que parece una lavadora, y nació un medidor de actividad de ejercicio portátil llamado pLAM.

Se puede construir por menos de $ 100, que es una pequeña parte de la tecnología de laboratorio que cuesta entre $ 1000 y $ 4000.

Después de usar pLAM para monitorear la actividad de los insectos en el laboratorio y asegurarse de que el equipo funcionaba correctamente, Sondhi y Kawahara lo probaron en un viaje de investigación a Costa Rica. Recolectaron 15 especies y pusieron a cada uno de los cuatro a ocho ratones en un medidor de actividad.

Sondhi dice que uno de los ejemplos más interesantes fue la especie de mariposa tigre. Se supone que estas mariposas venenosas de colores brillantes están al aire libre solo durante el día porque los depredadores las evitan y pueden moverse sin temor a que se las coman. Sin embargo, los datos de los monitores de actividad revelaron que también están activos al anochecer. Después de todo, tienen que escapar de otros depredadores que salen de noche, como los murciélagos.

Insectos pLAM

Los científicos pueden instalar pLAM en cualquier lugar para estudiar los movimientos de los insectos en el campo, y el dispositivo es un orden de magnitud más económico que sus contrapartes más grandes diseñadas exclusivamente para uso en laboratorio. Puede encontrar un diagrama completo del dispositivo en la publicación en línea. Crédito: Yash Sondhi

“Fue genial ver diferentes modelos operativos”, dijo Sondhi. “No todo es tan blanco y negro como pensamos. Ahora podemos predecir y comprender mejor qué impulsa a los insectos a volar. El objetivo es cuantificar cuándo están activos y luego combinarlo con sus propiedades; por ejemplo, si una polilla es tenue, beige, ¿significa eso que definitivamente es nocturna?

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Kawahara es optimista de que el nuevo dispositivo ayudará en los esfuerzos para combatir la reciente disminución global de insectos y su extinción. “El conocimiento básico que necesitamos para comprender el funcionamiento de los insectos pequeños y otros organismos es muy limitado”, dijo. “Hablamos sobre cómo la luz, la contaminación acústica y el cambio climático afectan a los insectos, pero no sabemos nada sobre cómo afecta sus actividades porque no hemos podido monitorear las actividades de la mayoría de las especies de insectos. Este dispositivo nos permite recopilar esta información».

Este año, Sondhi utilizará esta nueva herramienta continúa su investigación financiada por National Geographic cómo reaccionan las polillas a la contaminación lumínica. Ha recopilado datos sobre diferentes niveles de luz en varios objetivos de campo en la India. Ahora puede estudiar cómo la contaminación lumínica puede confundir a las polillas, alterar sus patrones circadianos naturales y afectar su actividad.

El estudio fue publicado en Métodos de ecología y evolución..

Referencia: «Monitor de actividad física portátil (pLAM): un sistema rentable para monitorear la actividad activa en animales pequeños», por Yash Sondhi, Nicolas J. Jo, Britney Alpizar, Amanda Markee, Hailey E. Dansby, John Paul Currea, Samuel t Fabian, Carlos Ruiz, Elina Barredo, Pablo Allen, Matthew DeGennaro, Akito Y. Kawahara y Jamie C. Theobald, 22 de febrero de 2022, Métodos de ecología y evolución..
DOI: 10.1111 / 2041-210X.13809

La investigación fue financiada por la Florida International University Graduate School, la National Science Foundation, la Susan Levinen Foundation for Tropical Conservation, la Lewis Clark Exploration Fellowship de la American Philosophical Society, la National Geographic Explorer Grant y los Centers for Disease. Control, Centro de Excelencia de Enfermedades Mediadas por Vectores.

Antonio Calzadilla

Experto en redes sociales. Amante de la televisión galardonado. Futuro ídolo adolescente. Evangelista de la música. Gurú del café

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