Escarabajos percusionistas: güiros, güícharos y carrascas

Edwin R. Ariza-Marín, Greta H. Rosas-Saito y Andrés Lira-Noriega

Red de Estudios Moleculares Avanzados

Los escarabajos producen sonidos mediante la fricción de dos superficies corporales, asemejándose a un instrumento musical conocido como güiro.

Cuando pensamos en instrumentos musicales solemos agruparlos en tres categorías, las cuales dependen del mecanismo por el cual se emite el sonido; ya sea el paso de aire a través de una columna (viento), la vibración de una cuerda (cuerda) o la fricción entre partes del instrumento o entre el instrumento con alguna parte del cuerpo del músico (percusión). Si bien la música puede cambiar entre países y sus regiones como producto de su historia y cultura, los instrumentos también pueden cambiar ya sean los materiales con que se fabrican o sus formas; sin embargo, el mecanismo por el cual se emite el sonido se mantiene. Tal es el caso del güiro, instrumento de percusión que contiene una serie de ranuras que emiten sonidos tras la fricción con un raspador. Su nombre cambia entre países: “güícharo” en Puerto Rico, “carrasca” en Colombia, “churuca” en Panamá y “reco-reco” en Brasil, pero el sonido es muy similar. Los sonidos emitidos por percusión son considerados la primera forma de expresión musical en las sociedades humanas (1), pero no son una invención humana. Diferentes grupos animales tienen la capacidad de percutir objetos o incluso estructuras corporales propias (estridulación) para comunicarse con miembros de su misma especie o de otras especies en múltiples contextos sociales y de estrés.

Adulto de escarabajo de la madera Heliscus tropicus (Passalidae) y sus estructuras estriduladoras. a) Fotografía dorsal de escarabajo señalando el raspador (plectrum) y güiro (pars stridens). b-d) fotografías del plectrum a diferentes acercamientos. e-g) fotografías del pars stridens a diferentes acercamientos. Líneas azules punteadas hacen referencia al plectrum. Líneas rojas hacen referencia al pars stridens. (Créditos: Edwin R. Ariza-Marín y Greta H. Rosas-Saito).

La estridulación es un mecanismo de comunicación que se encuentra principalmente en insectos, quienes usan una superficie corporal móvil como raspador (plectrum) para frotarla contra una superficie inmóvil que cumple la función del güiro (pars stridens). Así como el güiro cambia entre regiones, la ubicación y composición del plectrum y pars stridens cambian entre grupos de insectos o incluso entre especies emparentadas. Algunos insectos que poseen estas estructuras son los grillos, insectos palo, hormigas, avispas, termitas, chinches, mantis religiosas y escarabajos. Cabe resaltar que el origen evolutivo de la estridulación es independiente en cada grupo de insectos y que no todas sus especies pueden estridular, lo cual conlleva a preguntarse ¿qué ventaja adaptativa brindó la estridulación a los insectos?, pregunta que aún no ha sido completamente resuelta.

Larva de escarabajo de la madera Heliscus tropicus (Passalidae) y sus estructuras estriduladoras. a) Fotografía lateral de la larva. b-c) micrografías a diferentes acercamientos del raspador (plectrum) y güiro (pars stridens). Líneas azules punteadas hacen referencia al plectrum. Líneas rojas hacen referencia al pars stridens.(Créditos: Edwin R. Ariza-Marín y Greta H. Rosas-Saito).

Si cerramos los ojos y nos piden imaginar una situación donde converjan las palabras “sonidos” e “insectos”, posiblemente lleguen a nuestra mente los sonidos de grillos. Este sesgo también existe en la investigación científica, los estudios de estridulación se han centrado principalmente en grillos, dejando a un lado otros insectos. Sin embargo, si pensamos en términos del número de especies, los grillos son un grupo con diversidad intermedia (22 500 especies apróx.), pero existen grupos más diversos que a su vez poseen una mayor diversidad de güiros como lo son los escarabajos (355 000 especies apróx.). Existen fósiles de escarabajos carroñeros (Silphidae) con estructuras estridulatorias desde el Cretácico temprano (145-105 millones de años), aunque se ha sugerido que posiblemente en el Pérmico temprano había escarabajos que podían estridular (299 millones de años apróx.) (2). Las estructuras estridulatorias se han reportado en al menos 30 familias de escarabajos ya sea en adultos, larvas o pupas; así mismo el raspador y güiro pueden ubicarse en 14 regiones corporales diferentes. Para ejemplificar la variación del plectrum y pars stridens en escarabajos, usaremos como ejemplo dos familias: escarabajos de la madera (Passalidae) y escarabajos descortezadores (Scolytinae).

Adulto de escarabajo descortezador Dendroctonus valens (Scolytinae) y sus estructuras estriduladoras. a) Fotografía dorsal del escarabajo señalando el raspador (plectrum). b-c) fotografías del pars stridens a diferentes acercamientos. d-e) fotografías del plectrum a diferentes acercamientos. Líneas azules punteadas hacen referencia al plectrum. Líneas rojas hacen referencia al pars stridens.(Créditos: Edwin R. Ariza-Marín y Greta H. Rosas-Saito).

Los escarabajos de la madera se caracterizan por formar grupos familiares donde los padres cuidan de sus crías (larvas) y todas las especies poseen un raspador y un güiro tanto en adultos como en larvas. Los adultos emiten sonido al frotar una región de las alas (plectrum, Fig. 1 b-d) con respecto al dorso de su abdomen (pars stridens, Fig. 1 e-g), mientras que las larvas lo emiten al mover su último par de patas (plectrum) con respecto a la base del par medio de patas (pars stridens) (Fig. 2). Aunque la ubicación de ambas estructuras es constante, la forma y densidad de estructuras que emiten sonido cambia entre especies (3,4). Dicha variación sugiere que el raspador y el güiro son importantes para que los individuos reconozcan a su especie y mantengan sus grupos familiares. Por otro lado, en los escarabajos descortezadores no todas las especies poseen estructuras estriduladoras, pero sí algunos grupos de especies relacionadas (géneros). La ubicación del raspador y del güiro cambian entre géneros e incluso entre machos y hembras, tal es el caso de los géneros Ips, Dendroctonus y Tomicus. En el caso de Dendroctonus y Tomicus, sólo los machos estridulan y lo hacen frotando el dorso del abdomen (plectrum, Fig 3 d-e) contra la superficie interna de los élitros (alas modificadas en forma de estuche) que fungen como pars stridens (Fig. 3 b-c) (5). Mientras que en Ips, sólo las hembras estridulan y lo hacen frotando el borde del pronoto (estructura posterior a la cabeza) que funge como plectrum (estructura posterior a la cabeza) con el dorso de la cabeza (pars stridens) (6). En los tres géneros la densidad de ranuras del güiro (pars stridens) permiten diferenciar entre especies (7-9).

Adulto de escarabajo de la madera Odontotaenius disjunctus (Passalidae), estructuras estriduladoras y sonido emitido en contexto de estrés. (Créditos: Edwin R. Ariza-Marín, Greta H. Rosas-Saito y Fernando Escobar-Hernández).

En conclusión, los escarabajos tienen modificaciones en diferentes regiones de su cuerpo que se asemejan al güiro y les permiten comunicarse entre sí. La ubicación y composición (forma y densidad de las ranuras) cambian entre grupos de escarabajos y entre especies emparentadas. Evaluar la variación en el plectrum y pars stridends permite identificar la importancia de dichas estructuras en la evolución de los escarabajos y el efecto que tienen sobre los sonidos emitidos. El crecimiento acelerado de la mancha urbana está afectando la comunicación de muchas especies de insectos ya sea por el ruido o la transformación de los ecosistemas, de modo que es imperante que procuremos un entorno lo más libre de afectaciones que garantice la viabilidad de dichas especies.

Referencias

Ravignani, A., Delgado, T., & Kirby, S. (2016). Musical evolution in the lab exhibits rhythmic universals. Nature Human Behaviour, 1(1), 0007.
Senter, P. (2009). Voices of the past: a review of Paleozoic and Mesozoic animal sounds. Historical Biology, 20 (4), 255-287.

Ariza-Marín, E. R., & De Luna, E. (2020). Linear and geometric morphometric analyses of variation of the plectrum in four species of bess beetles, tribe Proculini (Coleoptera: Passalidae). Arthropod Structure & Development, 59, 100994.

Salazar-Nino, K., & Serrao, J. E. (2015). Description of the immature stages of nine species of Veturius (Coleoptera: Passalidae). Zootaxa, 3925(1), 94-108.

Six, D. L., & Bracewell, R. (2014). Dendroctonus. En: Vega, F. E., & Hofstetter, R. W. (Eds.). Bark beetles: biology and ecology of native and invasive species. Academic Press. pp 305-350.

Cognato, A. I. (2014). Biology, Systematics, and Evolution of Ips. En: Vega, F. E., & Hofstetter, R. W. (Eds.). Bark beetles: biology and ecology of native and invasive species. Academic Press. pp 351-370.

Armendáriz-Toledano, F., García-Román, J., López, M. F., Sullivan, B. T., & Zúñiga, G. (2017). New characters and redescription of Dendroctonus vitei (Coleoptera: Curculionidae: Scolytinae). The Canadian Entomologist, 149(4), 413-433.

Faccoli, M. (2006). Morphological separation of Tomicus piniperda and T. destruens (Coleoptera: Curculionidae: Scolytinae): new and old characters. European Journal of Entomology, 103(2), 433-442.

Lanier, G. N. (1970). Biosystematics of North American Ips (Coleoptera: Scolytidae): Hopping’s group IX. The Canadian Entomologist, 102(9), 1139-1163.

Slider: Adulto de escarabajo de la madera Odontotaenius disjunctus (Passalidae)

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