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Los Colores Que Te Ayudan A Sobrevivir

Geographic mosaic of selection by avian predators on hindwing warning colour in a polymorphic aposematic moth. (2020) Rönkä et al., Ecology Letters. https://doi.org/10.1111/ele.13597

Credito de imagen: Benjamin Davidson, CC BY-NC-SA 2.0

¿Qué necesitas saber para entender el estudio?

El aposematismo en una estrategia utilizada por varios animales o plantas para advertir a sus depredadores de su toxicidad y ser menos apetecibles. Las señales de advertencia que generalmente utilizan los organismos son colores llamativos. Esta estrategia es muy común en muchos grupos, por ejemplo, algunas ranitas tienen colores muy llamativos y también muchos insectos. Este artículo se enfoca en estudiar el aposematismo en las polillas Arctia plantaginis, también conocida como “wood tiger moth”. Esta polilla se distribuye en la zona holoártica y es una de las presas favoritas de las aves. La “wood tiger moth” tiene una coloración en las alas para advertir a sus depredadores que deben de alejarse. Esta especie puede tener las alas de color blanco, rojo o amarillo (Figura.1) además, su coloración de advertencia viene acompañada de la producción de una defensa química, una sustancia que se llama pirazina, la cual es muy desagradable para las aves.

Pensemos por un momento en el caso de las polillas ¿Qué condiciones necesitan las polillas para que el aposematismo funcione como estrategia de supervivencia? La primera condición es que las aves aprendan a relacionar a las polillas, y a su color, con el hecho de que saben feo. Cada generación de aves tiene que aprender esto de forma independiente. Por lo tanto, para la población de polillas,  resulta ventajoso compartir su señal de alerta. De esta forma las aves se encontrarían muy frecuentemente con la señal y aprenderán más rápido a evitarla entonces esperaríamos que el color más común de las polillas se seleccione. En consecuencia deberíamos encontrar localidades en donde todas las polillas compartan el mismo color de alas. Sin embargo, algunos científicos han observado que este no es necesariamente el caso en la naturaleza. En el hemisferio norte se ha visto que hay mucha variación en el color de las alas dentro de una misma población (Figura.1). Este fenómeno aún necesita una explicación.

¿Cúal es la pregunta del estudio?

Para estudiar este fenómeno, los investigadores hicieron experimentos en cuatro países: Finlandia, Escocia, Georgia y Estonia. Cada una de estas poblaciones varían en la proporción de polillas de cada color (Figura.1). Por ejemplo en la población de Escocia hay exclusivamente polillas amarillas. En Georgia la mayoría de las polillas tienen alas rojas y solamente algunas son amarillas. Finalmente en Finlandia y Estonia existen las tres coloraciones, blanco, amarillo y rojo. La pregunta es: ¿Cómo se puede mantener esta variación en la naturaleza si no parece ventajoso?

¿Qué experimentos hicieron?

Los investigadores querían saber que color de polillas eran más susceptibles a ser atacadas por pájaros, las blancas, las amarillas o las rojas, y sí esto variaba en cada país. Para contestar esta pregunta diseñaron y llevaron a cabo un experimento en el que crearon modelos artificiales de polillas, muy parecidas a las polillas reales (Figura.1). El cuerpo estaba hecho de plastilina, y las alas impresas en papel resistente al agua. Se aseguraron que los colores y el patrón de las alas artificiales fueran igual al de las alas de las polillas reales de cada localidad. Colocaron 60 modelos de polillas (20 rojas, 20 blancas y 20 amarillas) en el bosque en 15 localidades diferentes de cada país. Después de 4 días los investigadores regresaron al bosque y contaron el número de polillas que habían sido atacadas. Consideraban que el modelo había sido atacado por las aves si existían marcas en el cuerpo de plastilina o en las alas de papel.

Una de las principales hipótesis es que la comunidad de aves en cada localidad podría explicar como se mantiene la variación de color en las polillas. Esto es porque cada especie de ave puede  tener preferencias por un color determinado, o porque algunas especies aprenden más rápido que otras a evitar ciertos colores. Incluso la diversidad de aves en las localidades pueden cambiar las interacciones depredador-presa. Así que además de colocar modelos de polillas, los investigadores registraron la comunidad de aves de cada localidad, es decir, cuantas especies de aves existen y cuantos individuos de cada especie.

¿Qué esperaban encontrar con estos experimentos?

Primero, esperaban que el modelo del color que naturalmente predomina en cada país fuera menos atacado. Por ejemplo, en Escocia en donde predomina el amarillo los modelos de plastilina amarilla deberían ser los menos atacados.

Segundo, esperaban, que si la comunidad de aves afecta la presión de selección en las polillas, entonces el número de ataques sería diferente en los países con comunidades de aves distintas.

¿Qué encontraron?

Y sí, sus experimentos confirmaban lo que sospechaban. En total registraron 718 ataques a los modelos. El número de ataques fue relativo al color de la polilla ​más común en cada país. Por ejemplo, si es color amarillo es el más común, entonces las polillas amarillas son las menos atacadas, en relación a las polillas rojas y blancas. Es decir, entre más común el color de las alas en la población natural, menos atacado era el modelo, y entre menos común el color de las alas en las poblaciones naturales entonces el modelo era más atacado.

Además encontraron que el número de ataques no era igual en cada país y que la comunidad de aves está relacionada con la presión de selección que sufren las polillas. Por ejemplo, en Escocia, en donde las poblaciones naturales de polillas son solamente amarillas, es en donde más ataques a los modelos registraron y en los lugares en dónde las poblaciones naturales son más variables registraron menos ataques.

Figura 1. Se presenta (a) la frecuencia de los diferentes colores de polillas en las poblaciones naturales estudiadas y (b) los modelos que se utilizaron durante el experimento en Europa y Georgia. (Imagen tomada de: Rönkä et al. 2020)

¿Qué quieren decir los resultados?

Los resultados demuestran que la variación en los colores de las alas depende de la presión de selección que ejercen los depredadores sobre las polillas. La comunidad de aves puede variar en cada lugar, por ejemplo, en algunos países hay más especies de aves insectívoras que en otros, algunos lugares tienen más diversidad que otros. Incluso que en algunos países hay más especies que migran, mientras que hay otras que viven todo el año en la misma localidad. Todo esto puede afectar a la relación que existe entre depredador y presa. Por ejemplo, los pájaros que no migran son expertos y muy especializados en identificar a las presas de su localidad. En cambio un ave que viaja y se mueve de localidad con frecuencia no puede estar tan especializada en las presas de un solo lugar.

Por último es importante mencionar que los investigadores reconocen, que aunque encontraron evidencia de que la población de aves influye en la variación en la coloración de las polillas, pueden existir otros mecanismos que pueden influir. Por ejemplo el comportamiento de apareamiento de las polillas en cada país lo que resultaría en mayor flujo génico entre las poblaciones. Se necesita más investigación para conocer a profundidad el impacto de otros mecanismos.

En conclusión se encontró evidencia de que la comunidad de pájaros en cada localidad influye en el patrón de coloración de la polilla  Arctia plantaginis.

¿Cúales son las limitaciones del estudio?

Es difícil hacer estudios de ecología en el campo. En este estudio específico hay algunas limitaciones, por ejemplo los investigadores no tienen la certeza que los modelos dañados fueron atacados necesariamente por aves. Además los investigadores no tomaron en cuenta los modelos que desaparecieron, lo cuales también pudieron ser atacados por aves. Poder colectar estos datos sería extremadamente difícil ya que cada modelo debería ser vigilado durante todo el tiempo del experimento, lo que también podría afectar el comportamiento de las aves.


Dr. Mariana Villalba es investigadora postdoctoral en la Universidad de Jyväskylä. También es co-conductora de un podcast de divulgación de ciencia llamado EXPLEIN MI!! el cual puedes encontrar en cualquier plataforma digital, seguirnos en twitter y en instagram como @explein.mi y @explein_mi.

Do As I Do

Predators like these Great tits (Parus major) eat a wide variety of insects, but some of those insects are so unpleasant to eat that birds tend to avoid them. How does this trait evolve in prey animals when its maintenance and origin depend on the predators learning by eating them? (Image Credit: Shirley ClarkeCC BY-SA 3.0).

Social information use about novel aposematic prey is not influenced by a predator’s previous experience with toxins (2019) Hämäläinen et al., Functional Ecology, https://dx.doi.org/10.1111/1365-2435.13395

The Crux

Many animals in nature have evolved a defense strategy known as aposematism, meaning that they display warning colors or patterns that tells predators that they are not worth eating due to their toxicity. Predators can learn to avoid aposematic prey by either sampling different prey animals and learning for themselves, or they can watch other predators eat different prey species and, depending on the reaction of that predator, learn what may or may not be good to eat.

The paradox of the evolution of this aposematic trait is that toxic prey species are not only highly visible and easily noticed by predators, but they must be attacked in order for predators to learn that they shouldn’t eat them, meaning that these prey species may not even survive long enough for them to enjoy the benefits of predator avoidance. The question then becomes are aposematic prey able to persist in nature because predator learn to avoid them? The authors of today’s paper wanted to investigate how predators that have learned to avoid toxic prey will watch and learn from other predators eating new, possibly toxic prey.  Read more