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Disección de genitales de polillas en nombre de la ciencia

Es justo después del atardecer, y estoy sentado en un camión entre las dunas blancas y blanqueadas del Monumento Nacional White Sands de Nuevo México, esperando que la oscuridad caiga por completo. Me he aventurado aquí con el entomólogo Eric Metzler en busca de algunas de las criaturas más ricamente variadas que emergen de estas dunas: las polillas.

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Una vez que está lo suficientemente oscuro, caminamos hacia una serie de luces negras que hemos tendido a un tendedero para atraer a las aletas silenciosas. Bajo el resplandor púrpura de la configuración, veo nuestro primer espécimen revoloteando hacia mí en el suelo.

"¡Excelente!", Dice Metzler, inmediatamente reconociendo la especie. "Eso es whitesandensis, fantástico", agrega mientras me da un vaso de vidrio y corcho para recogerlo.

Metzler ha estado recolectando polillas regularmente aquí desde 2007 en nombre del Servicio de Parques Nacionales. Un entomólogo retirado que aún ocupa cargos adjuntos en la Universidad Estatal de Michigan y la Universidad Estatal de Nuevo México, Metzler se emocionó al descubrir Protogygia whitesandensis, la primera especie nativa de polilla que se haya encontrado en White Sands, durante el primer año de su estudio. Desde entonces, ha encontrado unas asombrosas 600 especies, incluidas más de 50 otras completamente nuevas para la ciencia que ha catalogado en las Colecciones Nacionales del Smithsonian.

Por qué un ambiente duro y desolado que recibe solo 10 pulgadas de lluvia al año y oscila entre vastas temperaturas extremas contendría una diversidad tan inusual sigue siendo un misterio. "Ese es un número enormemente alto, especialmente teniendo en cuenta lo árido que es el paisaje", dice Metzler. Y muchos entomólogos no están particularmente motivados a descubrir por qué, agrega, dado que hay muchos más insectos carismáticos para estudiar.

Pero Metzler se ha comprometido al final de su carrera a diseccionar minuciosamente cientos de polillas para comprender mejor su evolución. Metzler, un autodenominado "evangelista de la polilla", ha sido cautivado por estos insectos revoloteantes desde la infancia. Comenzó recolectando mariposas, pero hizo la transición a las polillas cuando se dedicó a un trabajo diario en la escuela secundaria y solo pudo recolectar por la noche.

"Descubrí que hay muchas más polillas que mariposas", dice, aún fascinado por ellas a los 72 años. "Nunca se me acabaron las polillas".

Los científicos estiman que conocemos solo el 20 por ciento de todas las especies de polillas en el mundo, en comparación con aproximadamente el 90 por ciento de las 20, 000 especies de mariposas estimadas. Eso se debe a que hay aproximadamente 30 veces más especies de polillas, dice Robert Robbins, curador del departamento de entomología del Smithsonian que estudia la evolución de las mariposas. Robbins también está de acuerdo en que sabemos menos sobre las polillas que las mariposas simplemente porque no son tan atractivas.

"En general, la imagen de las polillas es que son peludas y se comen los suéteres de lana", dice Robbins.

Metzler instala luces y una sábana blanca para atraer a las polillas para su recolección. (Laura Poppick) El Monumento Nacional de White Sands se compone de 275 millas cuadradas de dunas de yeso, lo que lo convierte en el campo de dunas de yeso más grande del mundo y un entorno extremo para que cualquier animal tenga su hogar. (Laura Poppick) Metzler ha descubierto más de 600 especies de polillas en el Monumento Nacional de White Sands desde 2007. (Laura Poppick) La mejor manera de distinguir dos especies de polillas es diseccionando sus genitales. Arriba están los genitales masculinos de Protogygia whitesandensis, una especie endémica de White Sands. El edeagus, a la derecha, transfiere esperma a la hembra. (Eric Metzler) Metzler captura las polillas en viales y las almacena en hielo hasta que pueda analizarlas en su laboratorio. (Laura Poppick)

Para el ojo inexperto, muchas polillas de White Sands se ven exactamente iguales: una envergadura de aproximadamente una pulgada, con cuerpos y alas grises y esponjosas del color blanco distintivo de las dunas de yeso. Sin embargo, para el ojo experto, hay distinciones. Para analizarlos, Metzler se basa en análisis moleculares para separar el ADN de las polillas. Pero también utiliza el método probado y verdadero de disección de genitales de polilla, tedioso, pero la mejor manera de distinguir visualmente las especies.

A través de este trabajo, Metzler ha llegado a creer que White Sands podría tener la mayor diversidad de polillas nativas en el país, a la par con las tasas de diversidad que se encuentran en otros animales en las Islas Galápagos.

Robbins dice que el análisis detallado de Metzler de White Sands podría contribuir a nuestra comprensión limitada de la evolución de la polilla. Dado que las polillas y las mariposas no se conservan bien como fósiles, los científicos no tienen una buena idea de lo que debería ser una tasa de evolución "normal". Pero sabemos que las dunas de White Sands se formaron en los últimos 10, 000 años, lo que significa que todas las polillas endémicas de esta región también pueden haber evolucionado dentro de ese período de tiempo.

"Si todas estas especies pudieran evolucionar en 10, 000 años, sería bastante sorprendente", dice Robbins.

Para desentrañar este fenómeno, Metzler pasa incontables horas sentado frente al microscopio en el laboratorio de su casa en Alamogordo, a media hora en auto de White Sands. (Para su agradecimiento, a su esposa Pat no le importan las miles de polillas que almacena en congeladores en su garaje y cocina.) Cuando me reúno con él en su laboratorio, me muestra una polilla hembra del tamaño de un recorte de uñas clavado en un bordo, y me da una diapositiva que contiene los genitales de esa especie.

Todo lo que veo es una mancha manchada. "En realidad, hay algo en esa mancha cuando se amplía lo suficiente", dice Metzler mientras gira alrededor de su silla y coloca el portaobjetos bajo el microscopio. Cuando lo miro con un aumento de 40x, la mancha aparece como un delicado órgano con forma de medusa llamado corpus bursa, el saco donde la hembra recoge esperma. "Cuando lo miras bajo el microscopio, es muy atractivo", dice Metzler. Tengo que estar de acuerdo.

Si todo va bien, Metzler puede preparar un portaobjetos de genitales de la polilla en un día. Primero, rompe el abdomen y lo sumerge en hidróxido de potasio, un ingrediente de Drano. Esto disuelve todo el tejido blando, que se limpia con un pincel dejando solo el exoesqueleto y los órganos genitales, las únicas partes hechas del material duro llamado quitina, el mismo material que se encuentra en las uñas y el cabello humanos.

Una vez que todo está claramente establecido y manchado en las diapositivas, observa si los órganos de un hombre y una mujer coinciden con "cerradura y llave", lo que significa que son de la misma especie. Pero esto no siempre es discernible para los ojos humanos. Cuando no puede identificar una especie con solo mirar su patrón de órgano o ala, consulta su biblioteca y envía fotos a sus colegas. Si todavía está perplejo, envía una muestra de pierna a la Universidad de Guelph en Ontario, el depósito de polillas más grande de América del Norte, para su análisis molecular.

Los entomólogos no están de acuerdo en lo que define una especie de polilla distinta, dice Robbins, y algunos argumentan que las polillas de Metzler no son todas distintas. Pero según los estándares ampliamente aceptados de tener diferentes genitales y códigos de barras moleculares, dice, las 600 diferentes polillas de White Sands se destacan como especies distintas. "Según los estándares normales, estas son especies distintas y no es algo que nadie hubiera anticipado antes de que [Metzler] se mudara allí", dice Robbins.

James Mallet, entomólogo de la Universidad de Harvard que estudia la evolución y la especiación de las mariposas, se pregunta si se encontrarían tasas similares de endemismo en otros lugares si se realizara el mismo tipo de estudio a largo plazo. "Hay relativamente pocos entomólogos y áreas relativamente grandes en los Estados Unidos para estudiar", señala.

Pero Mallet señala que White Sands contiene especies de plantas que han sido diezmadas por el pastoreo y el desarrollo en otras partes del suroeste, por lo que es un lugar particularmente valioso para explorar nuevas especies y asociaciones de especies. "Creo que es fantástico que estén estudiando esta área, merece ser estudiado", dice Mallet.

Lo que lo hace aún más notable es que, si Metzler no hubiera decidido retirarse al sur de Nuevo México, las polillas probablemente habrían quedado sin descubrir. Como dice Robbins: "Estamos hablando de un descubrimiento increíble hecho solo por casualidad".

Disección de genitales de polillas en nombre de la ciencia