Los insectos ante el cambio climático

Janet Nolasco Soto, Rosa Ana Sánchez Guillén, Fabricio Villalobos Camacho y Daniel González Tokman

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día 05 de octubre 2021

El clima de nuestro planeta cambia naturalmente en periodos largos de tiempo, pero en los últimos 200 años las actividades antropogénicas han contribuido al cambio climático a una velocidad sin precedentes. Un aspecto importante del cambio climático actual es el aumento de la temperatura global y sus efectos en la vida del planeta. En esta breve nota comentamos acerca de cómo podrían verse afectadas las poblaciones de insectos ante el cambio climático, específicamente ante el incremento de la temperatura.

Palabras clave: Cambio climático, calentamiento global, insectos.

En los últimos siglos el clima del planeta tierra ha cambiado de tal forma que se ha alterado la temperatura y la precipitación promedio anual, favoreciendo que fenómenos naturales como las sequías, las olas de calor, inundaciones, deshielo de glaciares y aumento del nivel del mar sean más intensos. El calentamiento global consiste en el incremento a corto y largo plazo de la temperatura promedio anual del planeta. Actualmente y desde hace varias décadas, las principales causas del calentamiento global acelerado provienen de actividades humanas (antropogénicas) como la quema de combustibles fósiles, la actividad industrial, la deforestación, la agricultura y la ganadería que emiten gases invernadero (como el dióxido de carbono, el óxido de nitrógeno o el metano entre otros) a la atmósfera. Estas emisiones también se derivan de forma natural por la actividad volcánica y la radiación solar. La velocidad con la que ha ocurrido este calentamiento global no permite que muchas especies de plantas y animales sean capaces de adaptarse tan rápidamente, por lo que es necesario estudiar su respuesta para prever las consecuencias e implementar soluciones ante lo que, cada vez más, parece convertirse en una tendencia irreversible.

Los insectos son animales ectotermos, al igual que la mayoría de los reptiles y a diferencia de los mamíferos, es decir no producen su propio calor y dependen de la temperatura ambiental para regular su temperatura corporal. Esta condición hace que los insectos sean muy vulnerables ante el calentamiento global. Además, debido a que tienen ciclos de vida muy cortos (días, semanas) en comparación con otros animales o plantas, los episodios climáticos extremos cortos como las olas de calor o las variaciones de temperatura estacionales, puedan tener efectos en su desarrollo, movimiento, reproducción y comportamiento. Por consiguiente, en los últimos años, los insectos se han convertido en un buen modelo de estudio para evaluar la relación entre la variación de la temperatura ambientaly diversos rasgos de su historia de vida (¹). Esto ha permitido a los investigadores predecir sus respuestas al calentamiento global, comprender los mecanismos fisiológicos que responden dentro del cuerpo del insecto y que les permiten enfrentar las variaciones de temperatura, como los cambios en la respiración, el uso de antioxidantes o ciertas proteínas que los protegen del calor. Además, se han podido determinar los efectos en sus ciclos de vida, en la composición genética, hibridación, distribución y abundancia de sus poblaciones (Figura 1). La tolerancia al calor varía entre individuos e incluso con la edad, la morfología de las alas, el color o el tamaño del cuerpo. Sabemos también que los insectos, aunque son ectotérmicos, pueden responder al calor a través de mecanismos fisiológicos (sensoriales) y bioquímicos que involucran al sistema nervioso, así como de comportamientos de termorregulación (moverse a sitios más cálidos o fríos, variar su postura de orientación al sol) (Figura 2). Estos comportamientos les permiten mantener su temperatura corporal dentro de ciertos límites óptimos, pero pueden afectarse por la pérdida de hábitat al no encontrar sitios donde refugiarse de las altas temperaturas. Aunque la temperatura no es el único factor ambiental con un efecto directo sobre los aspectos de la vida de los insectos, sí es el factor más estudiado en el contexto de cambio climático y específicamente el calentamiento global.

Fig 1. Efectos del calentamiento global en insectos. Crédito: Janet Nolasco Soto.

Mientras que las altas temperaturas amenazan o han llevado a la extinción a muchos insectos, los impactos del calor van más allá de los individuos o las poblaciones, y trascienden a otros organismos de los ecosistemas con los cuales los insectos interactúan. Una de las interacciones ecológicas más conocidas son las que involucran a las plantas y sus insectos polinizadores. La influencia de la temperatura puede ejercer cambios en la fenología de los insectos, que es el vínculo temporal entre la floración de las plantas y la actividad de los polinizadores. El incremento de la temperatura puede ocasionar un desfase temporal y/o espacial con las plantas con las que interactúan, haciendo que polinizadores como las abejas y las mariposas emerjan en momentos en que las plantas con flores aún no estén en floración. Esto a su vez puede causar cambios en la actividad de vuelo y distribución de los insectos polinizadores, al tener que moverse hacia otros lugares en búsqueda de alimento. El incremento de la temperatura también puede alterar la interacción entre los insectos herbívoros y sus plantas hospederas a través de un desacople en sus fenologías estacionales, lo que posiblemente los obligue a buscar nuevas plantas hospederas, generando cambios en su distribución e interacción con otras especies.

Fig 2. Libélula termorregulando. Crédito: https://pixabay.com//photos/southern-skimmer-dragonfly-dragonfly-6604933/

El incremento y fluctuación de la temperatura también tiene efecto en la distribución geográfica de los insectos, lo cual puede ocasionar que especies cercanas, que antes vivían aisladas geográficamente, entren en contacto y puedan reproducirse (hibridar). Del mismo modo, la distribución geográfica para otras especies o poblaciones se puede disminuir, reduciendo así el flujo de genes y la hibridación. En las últimas décadas, las regiones templadas han registrado un mayor incremento de temperatura en comparación a las regiones tropicales. Así, se espera que el cambio climático favorezca la propagación de ciertos insectos en las regiones templadas. Por ejemplo, insectos plaga como el gorgojo del trigo, Sitophilus granarius, que produce grandes pérdidas en granos almacenados como el arroz, maíz y trigo, se podrán propagar, ya que un aumento de la temperatura incrementará su metabolismo y en consecuencia su apetito y su tasa de reproducción. En cambio, en los trópicos el aumento de temperatura no impulsaría la actividad de los insectos en la misma medida que en las regiones templadas. Sin embargo, aunque el cambio climático provoca mayores modificaciones en la temperatura de zonas templadas, los efectos pueden ser más severos para los insectos en los trópicos, debido a que las temperaturas basales son altas y resulta imposible al metabolismo del insecto tolerar incrementos de temperatura, por pequeños que estos sean. Por consiguiente, si los insectos de las regiones tropicales son expuestos por periodos prolongados a temperaturas por arriba de su óptimo, podrían causar su muerte. Desde el punto de vista agrícola los efectos del cambio climático sobre plagas pueden ser negativos, positivos o neutrales (Figura 3). En especies de origen tropical, como los caballitos del diablo y las libélulas (odonatos), los incrementos de temperatura pueden modificar su distribución y ocasionar cambios en su fenología (emerger antes de que existan las condiciones óptimas de temperatura) y en consecuencia afectar su abundancia local.

En términos generales, la evidencia científica sugiere que las repercusiones del calentamiento global en las poblaciones de insectos dependerán de qué tan perturbados se encuentren sus hábitats, así como de su capacidad de respuesta para enfrentar el incremento de la temperatura. Se espera que los insectos más vulnerables sean los que tienen un área de distribución restringida (por lo regular especies tropicales) y baja capacidad de dispersión (insectos sin alas). En cambio, las poblaciones de insectos que logran persistir son las que tienen una mayor capacidad de dispersión para rastrear las temperaturas óptimas o las que logran adaptarse a las nuevas condiciones ambientales. Por tanto, necesitamos implementar acciones que permitan reducir los efectos del cambio climático en las poblaciones de insectos debido a que son de gran importancia en las redes ecológicas de las que forman parte (son fuente de alimento para otras especies, polinizan plantas, remueven materia orgánica en descomposición).

Referencia

• González-Tokman D., Córdoba-Aguilar A., Dáttilo W., Lira-Noriega A., Sánchez-Guillén RA. y Villalobos F. 2020. Insect responses to heat: physiological mechanisms, evolution and ecological implications in a warming world. Biological Reviews. 95: 802–821.