Científicos de la Universidad de Constanza investigan la información sensorial que usa la polilla halcón colibrí para controlar su probóscide
Publicado originalmente por la Universidad de Constanza, el 29 de enero de 2024
Según un estudio de un equipo de biólogos de la Universidad de Constanza, al igual que hacemos los humanos cuando alcanzamos objetos, la polilla halcón colibrí utiliza su sentido visual para colocar con precisión su larga probóscide sobre una flor en busca de néctar.
¿Ha visto alguna vez una polilla halcón colibrí? Cuando la gente se encuentra con esta polilla por primera vez, suele quedarse intrigada: Este animal, que recibe su nombre del increíble parecido que tiene con los colibrís en cuanto a su aspecto y con los halcones por su forma de volar, tiene la asombrosa capacidad de planear como un helicóptero durante largos periodos de tiempo.
Al observarla de cerca, llama rápidamente la atención otra característica de la polilla halcón colibrí: su probóscide en espiral, tan larga como todo el animal.
La polilla utiliza su probóscide para succionar el néctar, introduciéndola por una diminuta abertura en los nectarios florales, aparentemente sin esfuerzo y en cuestión de segundos. "Es como intentar encontrar la abertura de una lata de bebida con una pajita de dos metros de largo en la boca", afirma Anna Stöckl, bióloga de la Universidad de Constanza.
En un estudio publicado en la revista PNAS, ella y sus colegas investigaron la información sensorial en la que se basan las polillas para controlar con precisión su probóscide.
Descubrieron que esta polilla utiliza el sentido de la vista para mover y, en caso necesario, corregir el movimiento de la probóscide mediante retroalimentación visual de su trayectoria hasta el nectario, de forma muy parecida a lo que hacemos los humanos cuando aferramos algo con las manos. Esta compleja forma de control de los apéndices se conocía hasta ahora sobre todo en animales con cerebros relativamente grandes, como los monos o los pájaros.
Vídeo de un experimento. Se sigue el movimiento de las diferentes partes del cuerpo de una polilla halcón colibrí mientras el animal busca néctar en una flor artificial. Crédito: Stöckl Lab
Observación de la probóscide a "cámara lenta
Para demostrar que este control de los apéndices también se da en los insectos, los investigadores llevaron a cabo sofisticados experimentos de comportamiento en los que se grabó con cámaras de alta velocidad a polillas halcón colibrí mientras se acercaban a flores artificiales.
Así pudieron determinar, con gran resolución temporal, las posiciones exactas del cuerpo, la cabeza y la probóscide de la polilla mientras la polilla buscaba néctar. Se sabe que las polillas halcón colibríes utilizan patrones visibles en las flores, que escanean con su probóscide para llegar más rápido al líquido azucarado.
El análisis del movimiento reveló inicialmente que las polillas halcón colibrí sólo pueden mover su probóscide hacia delante y hacia atrás un centímetro y medio, y apenas pueden moverla hacia los lados. Para controlar la posición aproximada de la probóscide en la flor, los animales mueven todo el cuerpo en vuelo, mientras que los pequeños movimientos de la propia probóscide se utilizan para apuntar con precisión al patrón floral.
"Es muy similar a nuestros dedos con que, con excepción del pulgar, podemos mover principalmente hacia delante y hacia atrás. Sin embargo, podemos realizar patrones de movimiento muy complejos moviendo también las manos para un control direccional aproximado, por ejemplo, al tocar el piano", explica Stöckl.
Los cerebros de los insectos son maestros de la eficiencia
Hay otra similitud con los humanos: las polillas
colibríes necesitan información visual continua para maniobrar su probóscide
con precisión hacia el nectario, igual que los humanos tenemos que mantener
la vista en los dedos para dirigirlos hacia un objetivo cuando realizamos
movimientos de la mano sin entrenamiento. Si se taparan los ojos a las
polillas para que no pudieran ver su probóscide, aún podrían
tocar la flor. Sin embargo, ya no escanearían con su probóscide
siguiendo los patrones de la flor, sino que lo hacían al azar, lo que puede prolongar
la búsqueda de néctar.
Fotograma de un vídeo de alta velocidad de los experimentos. Las posiciones de la probóscide del animal en la flor están marcadas en color a lo largo de una duración total de 30 segundos. No visible debido a las imágenes en blanco y negro: se presenta un patrón de cruces amarillas sobre fondo azul. Crédito: Stöckl Lab
El hecho de que las polillas utilicen la retroalimentación visual para el control fino de su probóscide fue algo sorprendente, porque una coordinación en tiempo real de este tipo entre lo que ven y el movimiento de su probóscide es compleja desde el punto de vista computacional. Los insectos tienen un sistema nervioso relativamente sencillo, con menos de un millón de células nerviosas, frente a los casi 90.000 millones de células nerviosas del cerebro humano.
"Para llevar a cabo esta tarea, los insectos sólo disponen de una pequeña fracción de la capacidad de procesamiento de nuestro sistema nervioso humano", afirma Stöckl. Eso es precisamente lo que los hace tan interesantes como organismo modelo para la investigación del control visual de los apéndices.
"Y eso no es todo. Estos pequeños cerebros y su eficiente forma de trabajar son también grandes modelos para la investigación aplicada, por ejemplo en robótica. Podemos aprender mucho de las polillas halcón colibrí", señala Stöckl.
Más información: Visual guidance fine-tunes probing movements of an insect appendage, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI: 10.1073/pnas.2306937121
Publicación: Proceedings of the National Academy of Science
Proporcionado por: University of Konstanz
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