Sobre el origen de los insectos alados

Uno de los insectos estudiados. Foto: Steve Yanoviak.

Unos insectos primitivos sin alas que viven en los trópicos han desarrollado un sistema de planeo controlado para escapar de los depredadores. Esto podría explicar el origen del vuelo.

Hubo un tiempo en el que sobre la tierra firme no había ningún tipo de animal. Se cree que más tarde, en el Silúrico, aparecieron los primeros insectos. En aquella época habría insectos primitivos de seis patas similares a los pececillos de plata actuales. Un ejemplar fósil del Devónico con una edad de 396 millones de años ya muestra lo que podrían ser estructuras anatómicas que más tarde posibilitaron la aparición de las alas. Después hay algo así como un espacio en blanco en el registro fósil de los insectos de unos 60 millones de años. Los siguientes fósiles datan de hace 325 millones de años y hay ya insectos alados y sin alas.

Fue precisamente durante el Carbonífero (hace entre 359 y 299 millones de años) cuando los primeros animales (insectos) dominaron los cielos. En esa época, muy anterior a la de nuestras emplumadas aves o a la de los misteriosos y fantásticos pterosaurios, libélulas gigantes de un metro de envergadura cruzaban veloces los pantanosos bosques de lepidodendros en busca de presas en una atmósfera cargada de oxígeno. Quizás los tetrápodos de la época, nuestros antepasados de esa época, ya “soñaban” con sus rudimentarios cerebros con volar al verlas.

Observar la grácil y perfecta estructura alar de las libélulas nos puede hacer pensar en lo difícil que debe de haber sido alcanzar el dominio de la tercera dimensión, pero la evolución debe de haber proporcionado el medio para ello paso a paso.

Por desgracia no disponemos de toda una gradación de fósiles de insectos en todos los estadios intermedios en el proceso de aparición de las alas. Esto hace que saber cómo surgió exactamente el vuelo por primera vez sea un tema algo polémico entre los investigadores investigación.

Debido al problema en el registro fósil los expertos han debatido sobre el tema y propuesto dos teorías. Según una de ellas las alas habrían evolucionado a partir de la agallas de insectos acuáticos. Según otra habría evolucionado a partir de estructuras de la anatomía lateral en insectos terrestres.

El problema empeora aún más si consideramos que los fósiles de los primeros insectos alados de los que disponemos, similares a las modernas libélulas, tenían dos fases, una acuática en el agua y otra madura en el aire. Esto hace que sea difícil eliminar una de las dos teorías.

Quizás algún otro insecto actual nos ayude a comprender cómo sucedió. Stephen P. Yanoviak de University of Arkansas, Mike Kaspari de University of Oklahoma y Robert Dudley de University of California-Berkeley han estudiado un insecto arborícora del orden Diplura que puede saltar de un árbol a otro en una caída controlada gracias a la manipulación de unos filamentos de sus cuerpos como si fueran de un sistema de dirección o timón primitivo. Los Diplura son insectos “primitivos” hexápodos que carecen de alas, aunque cuentan con filamentos similares a antenas al final de sus cuerpos.

Yanoviak compara esta habilidad de descenso aéreo o planeo controlado con un estadio importante en la evolución del vuelo alado.

Estos investigadores realizaron pruebas de descenso con estos insectos en bosques de Perú, en el Smithsonian Tropical Research Institute en la isla Barro Colorado de Panamá y en Gambia, entre 2005 y 2007. Cuantificaron el comportamiento de estos insectos dejando caer algunos ejemplares (unos pocos cientos) desde las ramas de los árboles mientras que ellos estaban colgados por encima del suelo en el dosel del bosque tropical. A los insectos se les impregnó de polvo fluorescente naranja para así poder seguir mejor su trayectoria.

En aproximadamente el 90% de las ocasiones los insectos aterrizaban con éxito en las ramas de un árbol adyacente. Cuando se les eliminaba un filamento lateral o una antena, el insecto tenía casi el mismo éxito en sus aterrizajes, pero tardaba más tiempo en conseguirlo. Cuando se eliminaba el filamento caudal de sus cuerpos el porcentaje de éxitos se redujo considerablemente. Se cree que esta estructura es precisamente la que les permite controlar el planeo, estructura que parte de un segmento torácico.

Esta habilidad de los insectos para un planeo controlado debió de haber sido útil hace cientos de millones de años (al igual que lo es ahora) cuando aparecieron los primeros árboles y los insectos sin alas empezaron a alimentarse del liquen y detritus que estaba sobre la corteza de estos árboles. Si una araña u otro predador se acercaba a ellos podían escapar saltando a otro árbol. Pero un salto incontrolado quizás no los alejaría del problema y los llevara a otro lugar de manera segura, de ahí la necesidad de un control.

La existencia de esta habilidad de control aéreo en insectos sin alas es consistente con la hipótesis del origen terrestre del vuelo en insectos alados. Éstos, por tanto, no habrían surgido en un hábitat acuático.

La objeción típica a la teoría el origen terrestre de los insectos alados es una vieja conocida en los debates sobre evolución. En un estadio intermedio los insectos deberían de tener unas “protoalas” o “medias alas” que nos les servirían para volar muy bien. Yanoviak dice que, según sus investigaciones, la idea de la aparición de unas “protoalitas móviles” a partir de una segmento torácico o segmento de las patas podría haber proporcionado suficiente ventaja adaptativa y, eventualmente, haber dado lugar al desarrollo de alas completas capaces de proporcionar propulsión.

http://rsbl.royalsocietypublishing.org/content/early/2009/03/13/rsbl.2009.0029

http://www.youtube.com/watch?v=tsNZtVfWUOk&feature=channel_page