Las langostas del desierto que tienen vida social tienen también cerebros más grandes

Las langostas del desierto (Schistocerca gregaria) son insectos cuya característica más notoria es probablemente su capacidad de formar descomunales y móviles enjambres. Una de las plagas bíblicas fue un enorme enjambre de langostas que cubrió completamente el suelo de Egipto y entró en todas las casas de los egipcios de una forma nunca antes vista. La imagen de un enjambre de langostas en movimiento es tan inquietante que ha sido un recurso ampliamente utilizado en películas, principalmente de terror.

Langostas. Ilustración de la Crónica de Nuremberg de Hartmann Schedel. Tomada de Wikimedia Commons.

Los temores alrededor de los enjambres de langostas son bien justificados. A lo largo de la historia han existido varios brotes que han devastado grandes extensiones de toda su vegetación ocasionando grandes pérdidas a agriculturas locales y ecosistemas. El enjambre de langostas que azotó al Norte de África en el 2004 llegó a medir 230 km de largo y 150 metros de ancho. Compuesto por unos 69 billones de langostas, el enjambre se movió a lo largo y ancho de varios países ocasionando pérdidas económicas enormes.

Las pérdidas económicas relacionadas con estos enjambres son tan altas que actualmente la FAO tiene en marcha un programa en línea de monitoreo de langostas (Locust watch) donde se informa de las condiciones prevalecientes respecto a la presencia de pequeños enjambres de estos bichos y las condiciones ambientales que pudieran propiciar un nuevo y devastador brote.

Pero a las langostas no siempre se les encuentra en grandes enjambres. Cuando no están devastando campos de cultivo se les puede encontrar en una fase solitaria críptica que se encuentra más activa al amanecer y durante el atardecer, selecciona con cuidado la vegetación de la que se alimenta y evita a otras langostas. Sin embargo, bajo ciertas condiciones de humedad ambiental y como respuesta a un incremento en la presencia de otras langostas se dispara la transformación a la fase gregaria. Durante esta fase las langostas cambian de color, son más pequeñas, tienen hábitos diurnos (es decir, son activas durante el día), se les quita lo quisquillosas con las plantas de las que se alimentan y son altamente móviles.

Langostas en fase solitaria (arriba) y fase gregaria (abajo). Fotografía de Compton Tucker de la NASA tomada de Wikimedia Commons.

Los enormes enjambres de langostas parecen ser desafiantes no solo para agricultores, flora y fauna de un sitio en particular. Ser langosta dentro de un enjambre de langostas tiene también sus bemoles.

Mientras un voraz enjambre avanza a toda velocidad, las langostas que lo componen se enfrentan a una feroz competencia alimenticia. De hecho, si no se ponen listas pueden convertirse en el alimento de otras langostas. Al parecer entonces, las demandas de su fase gregaria se incrementan tanto en términos sociales como en términos alimenticios, considerando la intensa competencia a la que se enfrentan.


Las exigencias de la vida en grupo, por un lado, y las demandas de conseguir alimento suficiente, por el otro, han sido consideradas como factores determinantes –aunque no necesariamente independientes- en la evolución del tamaño del cerebro en vertebrados (ver por ejemplo, la hipótesis del cerebro social) y en invertebrados, como los insectos.


Se ha visto que tanto en vertebrados como en invertebrados, el tamaño del cerebro -así como el de las partes que lo forman- presenta cierta plasticidad fenotípica. Es decir, los estímulos ambientales a los que se enfrentan estos animales pueden influir en su tamaño y el de sus partes. La plasticidad fenotípica, sin embargo, se encuentra limitada por costos metabólicos y por otras razones relacionadas con la historia evolutiva de las especies en cuestión.


Pero el cerebro no es lo único que puede presentar plasticidad fenotípica, también la forma y el tamaño (morfología) de ciertas especies, su fisiología y conducta pueden verse modificadas bajo diferentes condiciones ambientales. Tal es el caso de las fases solitaria y gregaria de las langostas del desierto.


Dada la extrema plasticidad fenotípica que muestran las langostas en su morfología dos de las preguntas que seguirían serían ¿Sus cerebros reflejan también ésta plasticidad? Y si es así, ¿estarán estas diferencias relacionadas con las exigencias particulares de sus fases?


Las respuestas a las preguntas anteriores son afirmativas y fue lo que encontraron Swidbert R. Ott y Stephen M. Rogers de la Universidad de Cambridge, Inglaterra, comparando el tamaño del cerebro –y el de las partes que lo componen- de langostas solitarias con el de sus contrapartes gregarias. Para ello utilizaron langostas de laboratorio, quienes habían sido mantenidas en condiciones de hacinamiento (langostas gregarias) o aislamiento (langostas solitarias) por varias generaciones.


Ott y Rogers encontraron que los cerebros de las langostas gregarias resultaron ser, en general, 30% más grandes que las de las langostas solitarias, lo cual es notorio considerando que las langostas gregarias son 21% más pequeñas.


Además, encontraron que varias regiones del cerebro de las langostas gregarias eran también más grandes. Por ejemplo, aquellas regiones relacionadas con la integración de la información visual. También, se encontró un mayor tamaño en una región llamada “complejo central”, relacionada con el control motor y que podría estar relacionada con la navegación de las langostas al moverse de un sitio a otro.


Fueron más grandes aquellas áreas asociadas con la experiencia en el forrajeo, como algunas subregiones del cerebro medio, aunque también se ha encontrado que en avispas sociales dicha región se relaciona no con el forrajeo, sino con la dominancia social.


Otras subregiones del cerebro medio –también de mayor tamaño en langostas gregarias- están relacionadas con la discriminación olfativa y/o un mejor aprendizaje por asociación. Esto último podría conferir ventajas a las langostas gregarias cuando se enfrentan a una mayor variedad de plantas, lo cual es común dado que constantemente se mueven a zonas donde no necesariamente encuentran las plantas de las que habitualmente se alimentan y, por lo tanto, se enfrentan a la necesidad de balancear la ingesta de nutrientes.


Por otro lado, en el cerebro de las langostas solitarias se privilegian aquellas regiones relacionadas con la percepción visual y olfativa, lo que sugiere que en esta fase la visión y la percepción de la distancia son más importantes. En las langostas gregarias su ambiente se encuentra en cierto sentido “disminuido” por la presencia de muchas otras langostas, por lo que es lógico entonces que en dichas langostas sea el centro de integración visual el que se vea privilegiado.


Sin embargo, Ott y Rogers, sugieren cautela señalando que no es claro si el incremento en el tamaño de los llamados centros elevados del cerebro (higher brain centres) -relacionados con la integración de información- implica necesariamente una función adaptativa o si son consecuencia de las limitantes de conectividad y/o desarrollo originadas por el incremento en el tamaño del cerebro. Una de las consecuencias del incremento de tamaño en dichos centros podría ser la presencia de conductas diferentes en la fase gregaria; por lo que la identificación de dichas conductas es sin duda una de las sugerencias, para futuros estudios, que se derivan del de Ott y Rogers.


Con el estudio de Ott y Rogers es ahora evidente que el cambio de fase de las langostas no lo solo afecta el tamaño del cuerpo, la forma, la coloración, la endocrinología, el metabolismo y la conducta de las langostas, sino también el tamaño de su cerebro y las regiones que lo conforman. Los autores hacen notar que se han encontrado cambios similares en otros insectos y en vertebrados, lo que sugiere que varios animales comparten los mismos o muy semejantes mecanismos de plasticidad.


Artículo de referencia:
 
Ott, S., & Rogers, S. (2010). Gregarious desert locusts have substantially larger brains with altered proportions compared with the solitarious phase Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences DOI: 10.1098/rspb.2010.0694