Los escarabajos bombarderos son escarabajos terrestres (Carabidae) de las tribus Brachinini, Paussini, Ozaenini o Metriini, más de 500 especies en total, que son más notables por el mecanismo de defensa que les da su nombre: cuando se les molesta, expulsan un rocío químico nocivo caliente desde la punta del abdomen con un chasquido.
Escarabajo bombardero | |
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Especies de Brachinus | |
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El aerosol se produce a partir de una reacción entre dos compuestos químicos, hidroquinona y peróxido de hidrógeno , que se almacenan en dos depósitos en el abdomen del escarabajo . Cuando la solución acuosa de hidroquinonas y peróxido de hidrógeno llega al vestíbulo, los catalizadores facilitan la descomposición del peróxido de hidrógeno y la oxidación de la hidroquinona. [1] El calor de la reacción acerca la mezcla al punto de ebullición del agua y produce gas que impulsa la eyección. El daño causado puede ser fatal para los insectos atacantes. Algunos escarabajos bombarderos pueden dirigir la pulverización en una amplia gama de direcciones.
Algunos creacionistas afirman que el inusual mecanismo de defensa del escarabajo es un ejemplo de lo que ellos llaman complejidad irreducible , [2] aunque esto es refutado por biólogos evolutivos. [3]
Habitat
Los escarabajos bombarderos habitan en todos los continentes excepto en la Antártida . [4] Por lo general, viven en bosques o pastizales en las zonas templadas, pero se pueden encontrar en otros ambientes si hay lugares húmedos para poner sus huevos.
Comportamiento
La mayoría de las especies de escarabajos bombarderos son carnívoros , incluida la larva. [5] El escarabajo normalmente caza otros insectos durante la noche, pero a menudo se congrega con otros de su especie cuando no está buscando activamente comida. [6]
Anatomía
Hay dos glándulas grandes que se abren en la punta del abdomen. Cada glándula está compuesta por un vestíbulo de paredes gruesas que contiene una mezcla de catalasas y peroxidasas producidas por las células secretoras que recubren el vestíbulo. Ambas glándulas también están formadas por un depósito comprimible de paredes delgadas que contiene una solución acuosa de hidroquinonas y peróxido de hidrógeno . [1]
Mecanismo de defensa
Cuando el escarabajo se siente amenazado abre una válvula que permite que la solución acuosa del depósito llegue al vestíbulo. Las catalasas que recubren la pared del vestíbulo facilitan la descomposición del peróxido de hidrógeno, como en la siguiente reacción teórica:
Las enzimas peroxidasa facilitan la oxidación de las hidroquinonas en quinonas (benceno-1,4-diol en 1,4-benzoquinona y análogamente a metilhidroquinona), como en la siguiente reacción teórica:
La reacción neta conocida, que explica además la reacción teórica del y productos de las reacciones anteriores, es: [1]
Esta reacción es muy exotérmica y la energía liberada eleva la temperatura de la mezcla a cerca de 100 ° C, vaporizando alrededor de una quinta parte. La acumulación de presión resultante obliga a que se cierren las válvulas de entrada de las cámaras de almacenamiento de reactivos, protegiendo así los órganos internos del escarabajo. El líquido hirviente y maloliente se expulsa violentamente a través de una válvula de salida, con un fuerte estallido. Las glándulas de los escarabajos almacenan suficiente hidroquinona y peróxido de hidrógeno para permitir que el escarabajo libere su aerosol químico aproximadamente 20 veces. En algunos casos, esto es suficiente para matar a un depredador. [7] El componente principal del aerosol para escarabajos es 1,4-benzoquinona, un irritante para los ojos y el sistema respiratorio de los vertebrados.
El flujo de reactivos a la cámara de reacción y la posterior expulsión se producen en una serie de aproximadamente 70 pulsos, a una velocidad de aproximadamente 500 pulsos por segundo. Toda la secuencia de eventos toma solo una fracción de segundo. Estas pulsaciones son causadas por microexplosiones repetidas que son el resultado de la presión continua sobre el depósito y la apertura y cierre oscilatorios de la válvula que controla el acceso a la cámara de reacción. Este mecanismo pulsado es beneficioso para la supervivencia de los escarabajos porque el sistema usa presión en lugar de músculos para expulsar el rocío a una velocidad constante, ahorrando energía al escarabajo. Además, la reintroducción de nuevos reactivos en el vestíbulo donde se almacenan las enzimas, reduce la temperatura de la cámara, protegiendo así las peroxidasas y catalasas de la desnaturalización térmica. [8]
Normalmente, el escarabajo gira su cuerpo para dirigir el chorro hacia lo que provocó la respuesta. Las aberturas de las glándulas de algunos escarabajos bombarderos africanos pueden girar 270 ° y empujar entre las patas del insecto, descargando el fluido en una amplia gama de direcciones con considerable precisión. [9]
Evolución del mecanismo de defensa
Se desconoce la historia evolutiva completa del mecanismo de defensa único del escarabajo, pero los biólogos han demostrado que el sistema podría haber evolucionado a partir de las defensas encontradas en otros escarabajos en pasos incrementales por selección natural . [10] [11] Específicamente, las quinonas son un precursor de la esclerotina , una sustancia marrón producida por los escarabajos y otros insectos para endurecer su exoesqueleto . [12] Algunos escarabajos almacenan adicionalmente el exceso de quinonas malolientes, incluida la hidroquinona , en pequeños sacos debajo de la piel como un elemento disuasorio natural contra los depredadores; todos los escarabajos carábidos tienen este tipo de disposición. Algunos escarabajos mezclan adicionalmente peróxido de hidrógeno , un subproducto común del metabolismo de las células, con la hidroquinona; algunas de las catalasas que existen en la mayoría de las células hacen que el proceso sea más eficiente. La reacción química produce calor y presión, y algunos escarabajos explotan este último para expulsar los químicos hacia la piel; este es el caso del escarabajo Metrius contractus , que produce una descarga espumosa cuando es atacado. [13] En el escarabajo bombardero, los músculos que evitan la fuga del depósito desarrollaron adicionalmente una válvula que permite una descarga más controlada del veneno y un abdomen alargado para permitir un mejor control sobre la dirección de la descarga. [10] [11]
Los creacionistas y defensores del diseño inteligente han afirmado que la combinación única de características del mecanismo de defensa del escarabajo bombardero (reacciones fuertemente exotérmicas, fluidos hirviendo y liberación explosiva) es un ejemplo de complejidad irreducible . [2] Biólogos como el taxónomo Mark Isaak señalan, sin embargo, que la evolución paso a paso del mecanismo podría haber ocurrido fácilmente. [3] [14]
Ver también
- Escarabajo de hormiguero
Referencias
- ^ a b c Aneshansley, DJ; Eisner, T .; Widon, JM; Widon, B. (1969). "Bioquímica a 100 ° C: descarga secretora explosiva de escarabajos Bombardier (Brachinus)". Ciencia . 165 (3888): 61–63. doi : 10.1126 / science.165.3888.61 . PMID 17840686 . S2CID 96158109 .
- ^ a b Stanley A. Rice (2007). Enciclopedia de la evolución . Publicación de Infobase. pag. 214. ISBN 978-0-8160-5515-9.
- ^ a b Isaak, Mark (30 de mayo de 2003) [1997]. "Escarabajos Bombardier y el argumento del diseño" . TalkOrigins . Consultado el 3 de agosto de 2018 .
- ^ "Vea la manera asombrosa en que un escarabajo sobrevive al ser devorado" . Noticias de National Geographic . 2018-02-06 . Consultado el 17 de septiembre de 2020 .
- ^ "Escarabajo Bombardier" . Datos y fotos de animales . Sociedad Zoológica de Dallas. 2004. Archivado desde el original el 8 de julio de 2011 . Consultado el 17 de julio de 2010 .
- ^ Poetker, E. (2003). "Brachinus fumans" . Web de diversidad animal .
- ^ Eisner y Aneshansley 1999
- ^ Dean, J .; Aneshansley, DJ; Edgerton, HE; Eisner, T. (1990). "Spray defensivo del escarabajo bombardero: un chorro de pulso biológico". Ciencia . 248 (4960): 1219–21. Código Bibliográfico : 1990Sci ... 248.1219D . doi : 10.1126 / science.2349480 . PMID 2349480 .
- ^ Piper, Ross (2007). Animales extraordinarios: una enciclopedia de animales curiosos e inusuales . Greenwood Press . ISBN 978-0-313-33922-6.
- ^ a b Weber CG (invierno de 1981). "Explotó el mito del escarabajo bombardero" . Creación / Evolución . Centro Nacional de Educación Científica . 2 (1): 1–5.
- ^ a b Isaak, Mark (30 de mayo de 2003). "Escarabajos Bombardier y el argumento del diseño" . Archivo de TalkOrigins .
- ^ Brunet, PCJ; Kent, PW (1955). "Mecanismo de formación de esclerotina: la participación de un beta-glucósido". Naturaleza . 175 (4462): 819–820. Código bibliográfico : 1955Natur.175..819B . doi : 10.1038 / 175819a0 . PMID 14370229 . S2CID 4206540 .
- ^ Eisner, T .; Aneshansley, DJ; Eisner, M .; Attygalle, AB; Alsop, DW; Meinwald, J. (2000). "Mecanismo de pulverización del escarabajo bombardero más primitivo ( Metrius contractus )" . Revista de Biología Experimental . 203 (8): 1265–75. PMID 10729276 .
- ^ Complejidad irreducible reducida al tamaño en YouTube - GrrlScientist (17 de enero de 2011). "Complejidad irreducible reducida a medida" . The Guardian .
Este video se centra específicamente en desacreditar la llamada "complejidad irreductible" de los ejemplos favoritos utilizados por los creacionistas; el ojo, el escarabajo bombardero, el atrapamoscas venus y los flagelos bacterianos.
enlaces externos
- Eisner, T .; Aneshansley, DJ (agosto de 1999). "Spray apuntando en el escarabajo bombardero: evidencia fotográfica" . Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 96 (17): 9705–9. Código Bibliográfico : 1999PNAS ... 96.9705E . doi : 10.1073 / pnas.96.17.9705 . PMC 22274 . PMID 10449758 .
- Género Brachinus - BugGuide.net
- Hesselberg T (6 de noviembre de 2007). "Los escarabajos explosivos sugieren una nueva válvula de alivio de presión y un sistema de descarga de fluidos" . Vida de ciencia.
- "Reclamación CB310: evolución del escarabajo Bombardier" . Archivo de TalkOrigins .
- Isaak, Mark (30 de mayo de 2003). "Escarabajos Bombardier y el argumento del diseño" . Archivo de TalkOrigins .
- BBC (1999). " ' Escarabajo de ojo de buey' ( Stenaptinus insignis )" . BBC News .: 3 fotografías, 1 micrografía, 1 ilustración b / n