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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.

Some (Don’t) Like it Hot

Do latitudinal and bioclimatic gradients drive parasitism in Odonata? (2021) da Silva et al., International Journal for Parasitology. https://doi.org/10.1016/j.ijpara.2020.11.008

Image Credit: Adam Hasik, image cropped

The Crux

If there is one thing that people know about me and my research it’s that I love parasites. They’re everywhere, and more than half of all animals are parasites. They also make ecosystems more stable and link organisms within food webs to one another. For example, some parasites connect prey animals and their predators by making it easier for the predator to find and/or eat the prey. Though they can be found all over the world, there are a variety of environmental factors that make it more likely for a parasite to be found in a given environment. Today’s study focuses on one particular hypothesis related to the effects of the environment, the latitudinal diversity gradient (LDG, see Did You Know).

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Incorporating Parasites Into Community Ecology

I’ve said it before and I’ll say it again until I retire*: parasitism is THE most interesting (and arguably the most successful) life history strategy on the planet. Parasites are present in every ecosystem on the planet, and it is incredibly unlikely that any study system or ecological community is parasite-free. So why don’t we talk about them more?

As a disease ecologist, my work focuses on parasites and their place in the natural world, so I think about these organisms a lot. My PhD was centered on incorporating parasites into food webs to understand how they affect species interactions (and how species interactions in turn affect them). Failing to consider parasites can lead scientists to miss important aspects of an ecosystem and draw false conclusions.

Yet most ecological studies – even those which look at entire communities – fail to consider parasites and their effects on other organisms. I can’t blame them, parasite ecology can be difficult to get your head around. So today, I want to try and give ecologists everywhere some tips on incorporating parasites into their work.

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Next Generation Field Courses: Enhancing ECR Development Through Open Science and Online Learning

This is a guest post by Jonathan von Oppen, Ragnhild Gya, Sonya Geange, Tanya Strydom, Sara Middleton and Brian Maitner.

Many careers in Ecology and Evolution begin with a trip to the field. Stumbling around a rocky beach or a fragmented grassland can be an awakening experience for a young researcher, as it’s often the first time a person perceives themselves as really doing science. Field courses, and of course field work, provide opportunities to inspire the next generation of biologists. These experiences allow people to engage with nature from a scientific perspective, experiencing the challenges and joys of translating biological theory into hands-on research. Project-based field courses in particular provide an opportunity to work through the research workflow in a supportive environment, and experience what it means to put together a meaningful experiment. As such, project-based field courses have been an important and well-established element in the training of early-career researchers (ECRs) not only in Ecology and Evolution, but across all scientific disciplines, from psychology to genetics. 

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Always There for You

Evolution and maintenance of microbe-mediated protection under occasional pathogen infection (2020) Kloock et al., Ecology and Evolution, https://doi.org/10.1002/ece3.6555

Image Credit: Zeynep F. Altun, CC BY-SA 2.5, Image Cropped

The Crux

Microbes are everywhere in nature, and I don’t just mean out in the wild. They live inside of every plant and animal, including humans. These microbes can be harmful, beneficial, or do nothing to their hosts. When they help us, microbes take part in what’s called “defensive mutualism”, which is where they help their hosts fight off parasites. Benefiting from this mutualistic relationship depends on whether or not there are parasites around to defend against, as microbial defense mechanisms can harm not only the parasite but also the host itself.

For this symbiotic relationship to continue and not be selected against over time, the benefits of hosting the microbe must outweigh the costs. This is all well and good when there are always a lot of parasites to defend against, but that is not always the case. Today’s authors wanted to test how changes in parasite pressure over time affected the relationship between a defensive microbe and its host.

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A Writer’s Guide to Great Ecological Fiction

Despite the fact that as a kid I was both a voracious reader and a budding ecologist, for some reason I never made a conscious link between the two. In hindsight, this seems absurd. When you spend hours listening to your mum reading stories about anthropomorphic kangaroos saving lost children, life and death battles between mongeese and cobras, and islands where dinosaurs never went extinct, how can you not grow up with a passion for the natural world.

The last few years have been a steep learning curve in science communication for me, and one lesson that has been hammered home is the power of good fiction to inspire care and curiosity in the world around us. So for the sake of anyone looking for a good book for themselves or (with the holidays coming up) for relatives of any ages, I asked four brilliant ecological writers to tell us about the fiction which has inspired them.

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Environmental DNA Provides Lessons On Life

Using eDNA, we can figure out where shy animals like this platypus live without disturbing them (Image credit: Amber Noseda, Great Ocean Photography, CC BY 2.0)

As an undergraduate student, more than twenty years ago, discussions of species often referenced ‘lumpers’ and ‘splitters’. Some biologists were more likely to ‘lump’ all variation within a single species while others attributed variation to distinct subspecies, and ‘split’ organisms as such. Back then, we talked about biomes such as forests and grasslands but the term ‘microbiome’ barely existed. Now, even the concept of an organism is questioned as some scientists argue that the individual cannot be separated from the microbiome it hosts. Thanks to advances in molecular biology, every organism is now an ecosystem.

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Introduced Species Might Restore Ecological Functions Lost During The Ice Age

Image Credit: hbieser, Pixabay Licence, Image Cropped

Introduced herbivores restore Late Pleistocene ecological functions (2020) Lundgren et al., PNAS, https://doi.org/10.1073/pnas.1915769117

The Crux

The fauna of the Pleistocene (also known as the Ice Age) was not that dissimilar to the communities of animals which inhabit our planet now. However, many more large land mammals inhabited all kinds of ecosystems. By the end of the Pleistocene, many of them were extinct, mainly due to climate change impacts (glaciers got larger and restricted their ragne) and prehistoric human impacts like over-hunting, habitat alteration, and introduction of new diseases. The decline of large-bodied herbivores in the Late Pleistocene (LP from here on) led to many ecological changes including reduced nutrient cycling and dispersal, reduced primary productivity, increased wildfire frequency and intensity, and altered vegetation structure. These changes have become our norm.

Scientists usually study species introduction under the premise that they are ecologically novel. However, the introduction of large herbivores has been found to drive changes in the environment, potentially restoring or introducing novel ecological functions similar to pre-extinction Late Pleistocene conditions. This week’s researchers wanted to investigate what sort of role introduced mammals played in restoring ecological interactions by investigating their functional similarity with LP species.

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The Enemy of My Competitor is My Friend

Image Credit: Andreas Kay, CC BY-NC-SA 2.0, Image Cropped

Specifc parasites indirectly influence niche occupation of non‑hosts community members (2018) Fernandes Cardoso et al., Oecologia, https://doi.org/10.1007/s00442-018-4163-x

The Crux

One of the oldest questions in community ecology is why do some species seem to co-occur with one another, while others don’t? Two hypotheses have been put forward to explain why this happens: environmental filtering and niche partitioning. Environmental filtering is when some abiotic feature of a given environment – such as the temperature or oxygen levels – prohibits some species from ever living in the same location as another. A very broad (and overly simplistic) example of this is that you would never see a shark living in the same habitat as a lion, because the shark needs to live in the ocean and the terrestrial Savannah of Africa where lions are found “filter” the sharks out. Niche partitioning, on the other hand, involves species adapting to specialize on a given part of the environment, thus lessening competition for a niche by dividing it up. You can see this with some of Darwin’s Finches, which adapted differently-sized beaks to feed on differently-sized seeds. They all still eat seeds, but they are not eating the same seeds. 

Interactions with other organisms, either direct or indirect, can also influence which species co-occur. If one species can out-compete another, they likely won’t be able to co-occur because the better competitor will take most of the resources, forcing the other out. This can all change, however, if a third organism affects the competitive ability of the superior competitor, allowing the inferior competitor to persist despite its lesser ability.

Today’s authors used two spider species to study community assembly and how it may be affected by a fungal parasite. Chrysso intervales (hereafter inland spiders) builds webs further away from rivers, while Helvibis longicauda builds webs close to the river (hereafter river spiders). Interestingly, only the river spiders are infected with the fungal parasite, thus they investigated how interactions between the two spiders may be mediated by this fungal parasite. Read more

Biotic Interactions: Not All They’re Cracked Up to Be?

Image Credit: Danyell Odhiambo/ICRAF, CC BY-NC-SA 2.0

Local Adaptation to Biotic Interactions: A Meta-analysis across Latitudes (2020) Hargreaves et al., The American Naturalist, https://doi.org/10.1086/707323

The Crux

Local adaptation is a process whereby individuals native to a given area are better-suited to live in that environment than foreign individuals, and those local individuals will out-compete foreign individuals. This adaptation to local conditions can range from a predator that is better at finding and catching prey, to a plant that is more efficient than another at taking nutrients from the soil, or to a host that has evolved defenses against a local parasite. Despite a wealth of literature and science that has been dedicated to the study of local adaptation, it is not clear what it is about the environment that commonly drives it.

Early studies of local adaptation measured abiotic (non-living) factors like temperature and the amount of light, but this ignores the fact that all environments include biotic factors like other species and any interactions with them. A small amount of studies have shown that biotic interactions (i.e. interactions with other species) can drive local adaptation, but there isn’t a consensus on how common of a pattern that is. Today’s authors used a meta-analysis of previous studies to test how these biotic interactions affect local adaptation. Read more

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