Correlato neuroanatómico del Lóbulo Antenal al cambio de nicho trófico en cucarachas endémicas del género Moluchia sp. (Blattodea: Ectobiidae)

Abstract

Los insectos constituyen el grupo animal más abundante y diversificados del planeta. Éstos habitan gran parte de los ecosistemas terrestres, existiendo inclusive linajes que sobreviven en las superficies oceánicas. Entre las características que explicarían su éxito en la Tierra se destaca su gran plasticidad, expresada en una gran diversidad de modos de vida. A pesar de que el sistema nervioso en insectos es altamente conservado, esta enorme diversidad de estilos de vida se ve reflejada en variaciones morfológicas y volumétricas de las distintas neuropilas. En esta investigación se estudió cómo diferencias alimentarias en contextos naturales se asocian con cambios a nivel neuroanatómico en individuos adultos, específicamente en el número y volumen de glomérulos del lóbulo antenal. Para ello, se estudió el nicho trófico y los cerebros de las cucarachas endémicas del género Moluchia spp. criadas en ecosistemas con distintos grados de intervención antrópica: matorral costero, plantaciones forestales de eucalipto y sector urbano, en donde los paisajes olfativos y ofertas dietéticas son contrastantes. Se halló que los insectos costeros pertenecen a niveles tróficos más basales y presentan nichos isotópicos más amplios que los insectos de las otras poblaciones, sugiriendo que estas cucarachas se alimentan de una variedad más amplia de recursos tróficos incluido material vegetal fresco, mientras que las cucarachas de plantaciones forestales y de sector urbano se alimentarían principalmente de materia orgánica en descomposición. Por otro lado, no se hallaron diferencias en la cantidad de glomérulos entre las tres poblaciones. Sin embargo, los individuos pertenecientes al matorral costero presentaron una mayor proporción de glomérulos XG en comparación a las cucarachas de ecosistemas intervenidos. Finalmente, se concluye que en estos insectos pareciera haber una correlación entre el tamaño del nicho trófico y la cantidad de glomérulos especializados. Por lo que las interacciones tróficas -ligadas a estímulos sensoriales olfativos- a lo largo de su ontogenia, podrían ser importantes en el desarrollo de estas neuropilas de primer orden.

Insects constitute the most abundant and diversified animal group in the planet. They are present in almost every ecosystem, even over the ocean’s surface. Among the traits that would explain their success in Earth, we can highlight their great plasticity, which is expressed in the great diversity of life styles. Although insects’ nervous system is highly conserved, differences in their life styles are reflected in morphological and volumetric variations of the different neuropils. In this research we studied how diet differences in natural contexts are associated with changes at the neuroanatomical level in adult individuals, specifically in the number and volume of olfactory glomeruli from the antennal lobe. For this purpose, we studied the brains and the trophic niche of endemic cockroaches of the genus Moluchia spp. reared in ecosystems with different degrees of anthropogenic intervention: coastal scrubland, eucalyptus forest plantations and urban outskirts, where olfactory landscapes and dietary supply are contrasting. We found that coastal insects belong to more basal trophic levels and present wider isotopic niches than eucalyptus plantation insects, suggesting that these cockroaches feed on a wide variety of trophic resources including fresh plant material, whereas forest plantation cockroaches feed mainly on decaying organic matter. By the other hand, we found ~96 glomeruli per antennal lobe in all individuals. In addition, we found a larger proportion of extra-large glomeruli in cockroaches from native ecosystems (Moluchia brevipennis) compared to other populations. Finally, it is concluded that it seems to be a correlation between the size of the trophic niche of the insects studied and the number of specialized glomeruli, and that trophic interactions -linked to olfactory sensory stimuli- are important in the development of first-order neuropils.