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LAMPYRIDAE (COLEOPTERA=LUCIERNAGAS) |
 Clasificación detallada
Phylum / Arthropoda
Subphylum / Mandibulata
Clase / Insecta
Orden / Coleoptera
Suborden / PolyPhaga
Subserie / Elateriformia
Superfamilia / Cantharoidea
Familia / Lampyridae
Nombres vernáculos o comunes: luciérnagas (lightningbugs o fireflies, en inglés).
Características morfológicas de familia Lampyridae:
- El primer esternito abdominal es entero, no está dividido por el coxis (Suborden Polyphaga).
- Poseen cuerpo alargado y débil, su longitud varía entre 4.5 y 20 mm.
- La cabeza emerge por debajo del pronoto, fusionada a éste (Cantharidae).
- Los últimos 2 o 3 esternitos abdominales generan luminiscencia.
- El tarso es 5-5-5.
¿Qué son las luciérnagas?
Las luciérnagas son escarabajos (orden Coleoptera), representantes de la familia Lampyridae. Todas las larvas y huevos emiten luz, y como adultos sólo la mayoría de las especies son bioluminiscentes. La habilidad de brillar no es una característica única de esta familia, ya que especies coleópteras de la familia Elateridae y Phengodidae y algunas otras más pequeñas también pueden emitir luz.
Cuando un insecto (u otro organismo) es descrito por un científico, éste entrega un nombre científico. El nombre está compuesto por dos partes, el primero corresponde al género y el segundo a las diferentes especies. Los nombres están compuestos en raíces griegas o latinas y comúnmente describen aspectos o características del organismo al cual se está haciendo mención. Los siguientes son ejemplos de la descripción de algunos géneros Lampyridae:
Lamprocera / Colores Brillantes
Microphotus/Luz Tenue
Macrolampis/ Luz Intensa
Microdiphot/ Pequeño par de Fotoemisores
Pyrogaster/Abdomen Lumiso
Lampyris/Larva Luminosa
Pyropyga /Extremo abdominal luminoso
Historia Natural y comportamiento;
Las larvas Lampyridae son predadoras y han sido observadas alimentándose de pequeños organismos. Pueden detectar los rastros de éstos, seguirlos y cazarlos con facilidad. Luego de capturar a su presa, le inyectan un tipo de sustancia anestésica a través de los ductos huecos de sus mandíbulas, con el objeto de inmovilizarla y devorarla. Un grupo de larvas ha sido observado atacando a un gran número de presas o una sola presa de gran tamaño. Otras observaciones sugieren que las larvas a veces pueden ingerir presas muertas.
Los adultos Lampyridae también poseen piezas bucales adaptadas para la depredación. Una interesante característica de ciertas especies es la facultad de imitar las sustancias químicas que sus presas emiten, para así atraerlas y devorarlas; observaciones de adultos alimentándose de presas ajenas a su dieta natural son prácticamente inexistentes, sin embargo, en tiempos de escasez pueden ser vistos ingiriendo el néctar de las plantas de con el objeto de mantener su suministro de energía en estado adulto, que se prolonga por algunos meses.
Hábitat y Distribución;
Como representante del orden Coleoptera, la familia Lampyridae posee metamorfosis completa. Esto significa que luego que la hembra deposita los huevos y éstos eclosionan, emerge una larva que se transforma en pupa, de la cual emergerá el insecto adulto. (Esos son los cuatro estados metamórficos: (I)Huevo, (II) Larva, (III) Pupa, (IV) Imago).
La mayoría de las larvas de Lampyridae se encuentran en madera podrida u otro tipo de forestación debilitada y los adultos preferentemente en cortezas o grietas, durante la noche. Algunas especies asiáticas son totalmente acuáticas (de acuerdo a la presencia de adaptaciones traqueales) y viven bajo el agua, alimentándose de microfauna acuática. Las larvas de algunas especies de Lampyridae tropicales, del género Pyractomena son estrictamente arbóreas, se alimentan en el mismo hospedero y pupan cuando su desarrollo como larva está completo, de manera similar como las larvas de mariposa se transforman en crisálida (Lloyd, 1991).
Los adultos de Lampyridae se encuentran generalmente en los mismos lugares que las larvas. La mayoría de las especies de Lampyridae se encuentra en zonas templadas y áreas húmedas. Sin embargo, algunas especies pueden encontrarse en regiones áridas. En esas regiones las larvas logran emerger en los meses de lluvia (Semejante a lo que sucede con el desierto florido de Atacama). La mayoría de las especies de Lampyridae, las cuales son muy diversas, se encuentran en Asia, en América Central y Sudamérica.
¿Cómo emiten luz los Lampyridae?
Los Lampyridae producen luz a través de una reacción química que consiste en Luciferina (un sustrato) combinada con Luciferasa (una enzima), ATP (adenosín trifosfato) y oxígeno. Cuando estos componentes se mezclan, se produce luz (McElroy, 1951). La reacción se puede describir como:
(lucierfina +luciferasa + ATP) se transforma en (luciferil adenilato - luciferasa + pirofosfato)
(luciferil adenilato - luciferasa + O2) se transforma en (oxiluciferina +lucierfasa + AMP + luz)
Existen algunas teorías sobre cómo las luciérnagas controlan el "encendido" y "apagado" de sus órganos fóticos, sin embargo, aún no se conoce el mecanismo de manera exacta. La Teoría del Control de Oxígeno" está basada en la aparición y desaparición de la luz de las luciérnagas mediante el control del suministro de oxígeno hacia el órgano fótico, para ser usado en la reacción química. La "Teoría de la Activación Neural" sostiene la hipótesis de que las luciérnagas poseen control neural sobre unas estructuras abdominales llamadas "celdas traqueales", las cuales, mediante simulación, pueden liberar una molécula mensajera en los órganos fóticos, quienes inician la activación de la reacción química.
Cualquiera sea la manera en que las luciérnagas controlan la emisión de su bioluminiscencia, la producción de luz se realiza de una manera muy eficiente, con un bajo índice de calor liberado como energía perdida. Si no fuese de esta manera, el insecto podría llegar a quemarse, como el filamento de una ampolleta.
¿Por qué las luciérnagas emiten luz?
Todas las especies de luciérnagas poseen órganos fóticos y producen luz. La función de la emisión de luz en estado larvario es fruto de constante especulación y algunas teorías plausibles han sido propuestas (Lloyd, 1971; Sivinski, 1981). La hipótesis más aceptada es que la larva emite luz como una señal de alerta (aposematismo), que informa a potenciales predadores del mal sabor de la luciérnaga al poseer sustancias químicas en sus cuerpos. Las larvas pueden incrementar simultáneamente la intensidad y frecuencia de su luminiscencia cuando son molestadas (Sivinski, 1981). Un estudio experimental ayudó a consolidar la hipótesis del aposematismo como la más importante en este campo (Underwood et al., 1997).
No todas las especies de luciérnagas son bioluminiscentes en estado adulto. Las especies que sí poseen esta característica, en uno o ambos sexos, emplean un patrón específico de flashes para atraer al miembro del sexo opuesto (Carlson et al., 1982; Lloyd 1971; Williams 1917).
Aquellas señales bioluminiscentes pueden tomar formas diversas, desde una luz continua, pequeños destellos, a "trenes de flashes", compuestos de flashes multipulsos (Lloyd, 1966; Williams, 1917). En la mayoría de las especies, en ciertos momentos en la noche, los machos vuelan emitiendo luz bajo su patrón específico. Las hembras de aquellas especies tienden a quedarse esperando entre la vegetación, generalmente cerca del suelo, y si el brillo de los machos capta la atención de la hembra, ella responderá con su patrón predeterminado de emisión de luz. Un pequeño diálogo de luces se produce entre el macho y la hembra, mientras éste logra localizar su posición (McDermott, 1958). El patrón de cortejo de las luciérnagas japonesas muestra variaciones en el sistema de comunicación, que incluye tanto feromonas como señales fóticos (Ohba, 1983). Se asume que la mayoría de las especies que no emiten luz localizan a su pareja con el uso de feromonas.
Aspectos sobre los patrones de emisión de luz de los machos son objeto de estudios de selección sexual. Al parecer, las hembras prefieren ciertas características de las señales fóticas de los machos (como frecuencia e intensidad) y responden preferentemente a los machos con componentes de señales más "sexy" (Branham and Greenfield, 1996).
Luciérnagas de Chile
Existen cuatro géneros de luciérnagas chilenas: Cladodes, con dos especies de antenas pectinadas; Pyractonema, con ocho especies descritas; los otros géneros son Vesta y Lucidota. Ninguna de las especies chilenas emite luz en estado adulto, sólo en estado larvario. Algunas especies tienen hembras larviformes. Los adultos se encuentran sobre la vegetación. Las larvas son predadoras y es común encontrarlas en el humus, bajo piedras y cortezas. Algunas especies son atraídas por la luz durante la noche.
Pyractonema nigripennis
Cladodes ater y Pyractonema nigripennis son dos de las especies más conocidas de Luciérnagas chilenas. A pesar de ser muy comunes, muy poco se sabe de ellas o de su ciclo biológico. Eran una incógnita completa hasta que unos 30 años atrás Frank McDermott estudió el género Pyractonema y describió varias especies colectadas por Luis Peña. Se encuentran entre Coquimbo y tierra del Fuego.
Bioluminiscencia en otros sistemas y organismos
La bioluminiscenia es el fenómeno de emisión de la luz por organismos. Este fenómeno es mucho más difundido en el mar, al contrario de las aguas dulces, donde los organismos luminosos son rarísimos. Muchos organismos marinos emiten luz al ser, excitados. Entre estos encontramos bacterias, hongos, flagelados, medusas, gusanos, estrellas de mar y aún peces.
Es interesante que en algunos de estos organismos luminosos existen ritmos que controlan la emisión de luz. Por ejemplo. el dinoflagelado Pvrodinium al que se le atribuye el despliegue de luz de la bahía luminiscente de Lajas (Puerto Rico), sólo produce luz en las horas de la noche. Aún cuando es colocado en la oscuridad durante el día, no emite luz. La luz emitida por estos organismos es verdosa y "fría": suele emitirse en una longitud de onda que la hace totalmente diferente a la luz que producen nuestras lámparas e instrumentos luminosos.
En aguas marinas la bioluminiscencia se debe principalmente a organismos unicelulares denominados dinoflagelados y a organismos multicelulares tales como algunas especies de medusas y de gusanos. Estos forman parte de la comunidad del llamado plancton, compuesto por organismos que se desplazan libremente en el agua. Como resultado, las aguas del mar siempre exhiben algún grado de bioluminiscencia. Este fenómeno se hace más evidente y atractivo cuando las concentraciones de los organismos que emiten luz son altas, tanto como un millón de individuos por galón, y cuando las noches son muy oscuras (sin luna).
No todas las bahías poseen las características apropiadas para fomentar semejantes proliferaciones. En esta particularidad es que reside la rareza del fenómeno, pues relativamente pocos cuerpos reúnen las características necesarias para gestarlo.
Se sabe que los siguientes factores contribuyen a crear condiciones favorables para la multiplicación de los organismos que provocan la bioluminiscencia:
1. Bahías o lagunas encerradas. Esta condición favorece la retención de las poblaciones e impide su dispersión hacia las aguas adyacentes.
2. Escasa precipitación y elevada evaporación. La lluvia y escorrentía de agua dulce provoca patrones de circulación que diluyen las agregaciones de microorganismos e impiden su concentración.
3. Presencia de manglares y salitrales. Estas áreas son importantes en la producción de sustancias que controlan la cantidad del fitoplancton (los organismos fotosintéticos del plancton). En los salitrales y en el piso del manglar se producen sustancias orgánicas que inducen o regulan la multiplicación de los flagelados y algunas de estas especies son bioluminiscentes.
4. Agua libres de contaminantes. Este fenómeno se da en cuerpos de agua que están libres de contaminantes y cuando sus características físicas y químicas se asemejan a las de las aguas costeras.
Por Jaime Zavala B.
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