La contaminación atmosférica tiene un gran impacto en los seres humanos, causando millones de muertes al año y afectando a sus organismos. Un nuevo estudio sugiere que también podría causar una extinción masiva en los insectos, ya que afecta a su ciclo de apareamiento.

Un equipo de investigadores del Instituto Max Planck de Ecología Química de Jena (Alemania) descubrió recientemente que el aumento de los niveles de ozono provocado por la contaminación atmosférica antropogénica puede degradar las feromonas sexuales de los insectos, que son señales cruciales para el apareamiento, e impedir así que se reproduzcan con éxito.

La comunicación sexual de los insectos depende en gran medida de las feromonas, atrayentes químicos que permiten específicamente a machos y hembras de una especie aparearse. Las feromonas sexuales son distintivas entre machos y hembras de una especie. Incluso las diferencias más pequeñas, como las que se observan en la formación de nuevas especies, hacen que el apareamiento ya no tenga lugar porque machos y hembras sólo se encuentran a través del inconfundible olor de sus congéneres. Se sabe que el ozono destruye fácilmente estos dobles enlaces.

El efecto oxidante del ozono provoca la ruptura de los dobles enlaces carbono-carbono presentes en las moléculas de muchas feromonas de insectos. Por lo tanto, la señal química específica de apareamiento se vuelve disfuncional.

“Dado que los compuestos con dobles enlaces de carbono son especialmente sensibles a la degradación por ozono, y que casi todas las feromonas sexuales de los insectos llevan este tipo de dobles enlaces, nos preguntamos si la contaminación atmosférica también afecta a la forma en que las hembras y los machos de los insectos se encuentran e identifican durante el apareamiento”, explica a Metro Markus Knaden, jefe de grupo de Comportamiento de los Insectos en el Departamento de Neuroetología del Instituto Max Planck de Ecología Química y autor principal del estudio.

Para estudiar los efectos del ozono en el comportamiento de apareamiento de la mosca modelo Drosophila melanogaster, los científicos desarrollaron primero un sistema de exposición al ozono para moscas que pudiera imitar los niveles de ozono en el aire que se miden habitualmente hoy en las ciudades en verano. Para ello, los investigadores tuvieron que crear una corriente de aire continua con niveles de ozono definidos con precisión, lo que resulta complicado por el hecho de que el ozono no es un compuesto químico estable y se descompone con facilidad.

En los experimentos, las moscas macho fueron expuestas a concentraciones de ozono ligeramente elevadas. A continuación, los científicos midieron si las moscas seguían emitiendo sus feromonas. Cuando las moscas fueron expuestas a 100 ppb (partes por billón, que corresponde a una concentración de 10-9) de ozono durante dos horas, los niveles de feromonas medidos disminuyeron significativamente en comparación con un grupo de control que sólo había sido expuesto al aire ambiente.

“Sabíamos que los niveles elevados de ozono podían afectar a los sistemas de apareamiento de los insectos, porque la descomposición de los dobles enlaces del carbono, y por tanto de las feromonas, por oxidación, no es ciencia exacta en química. Sin embargo, nos sorprendió que incluso concentraciones ligeramente elevadas de ozono tuvieran efectos tan fuertes sobre el comportamiento de las moscas”, declararon los coautores Nanji Jiang y Markus Knaden.

El estudio actual ofrece una explicación adicional de por qué las poblaciones de insectos están disminuyendo drásticamente en todo el mundo, aparte de la aplicación de insecticidas y la eliminación de hábitats.

Metro habló con Markus Knaden para saber más.

“Es poco probable que los sistemas de comunicación de los insectos, que han evolucionado a lo largo de la evolución, sean capaces de adaptarse a las nuevas condiciones en un breve periodo de tiempo si las feromonas dejan de existir de repente”.

—  Bill Hansson, jefe del Departamento de Neuroetología Evolutiva y cofundador del Max Planck Center Next Generation Insect Chemical Ecology

1-2%

de los insectos de la Tierra desaparecen cada año, según datos de la Universidad de Connecticut, EE.UU.

Principales problemas que están acabando con los insectos:

Según el estudio de la Universidad de Connecticut, EE.UU., estos son los principales factores que contribuyen a la muerte de los insectos:

-Contaminación ambiental

-Cambio climático

-Insecticidas

-Herbicidas

-Contaminación lumínica

-Especies invasoras

-Cambios en la agricultura

-Cambios en el uso del suelo

Entrevista

Markus Knaden

jefe de grupo de Comportamiento de los Insectos del Departamento de Neuroetología del Instituto Max Planck de Ecología Química

P: ¿Cómo descubrió la relación entre el apareamiento de los insectos y la contaminación?

- Hasta ahora se hablaba principalmente del uso de pesticidas y de la pérdida de hábitats como razones del declive de los insectos. En un estudio anterior pudimos demostrar que los contaminantes oxidantes del aire pueden degradar los olores de las flores de tal forma que los polinizadores ya no las encuentran. Como muestra el estudio actual, los contaminantes también pueden impedir la comunicación sexual. Tenemos la sensación de que pueden ser un factor adicional del declive de los insectos.

P: ¿Cómo dificulta la contaminación atmosférica el apareamiento de las moscas?

- Los insectos suelen comunicarse mediante feromonas sexuales (es decir, olores emitidos por un sexo para atraer al otro). Estas feromonas suelen compartir una característica común, los llamados dobles enlaces de carbono, que las hacen propensas a la degradación por oxidantes como el ozono (es decir, en el doble enlace el ozono puede romper la molécula de feromona en dos partes, que entonces ya no atraen a posibles parejas). Por lo tanto, con el aumento de la contaminación, los insectos ya no pueden identificar a sus parejas.

P: ¿Por qué el ozono es el elemento que más afecta al apareamiento de los insectos?

- El ozono es uno de los compuestos que aumenta debido a las actividades humanas. Hay otros, como los óxidos nítricos, que también aumentan y deberían tener efectos similares. Como son más venenosos para nosotros, decidimos trabajar con el ozono.

P: ¿Podría explicar el comportamiento sexual atípico de algunas moscas macho?

- Las feromonas sexuales no sólo sirven para atraer a la pareja, sino también para ayudar a los insectos a distinguir entre sexos. En las moscas, por ejemplo, los machos producen compuestos que los hacen atractivos para las hembras e indican a otros machos que lo son. Si estos compuestos se degradan, los machos resultan menos atractivos para las hembras. Sin embargo, al mismo tiempo, otros machos ya no los consideran machos. En cuanto dejan de oler como machos, otros machos creen que son hembras e inician el proceso de apareamiento.

P: ¿Cómo puede contribuir la contaminación atmosférica al declive global de las poblaciones de insectos?

- Si la comunicación sexual de los insectos se ve alterada por los contaminantes atmosféricos, los insectos se aparean con menos frecuencia y tienen menos descendencia. Esto, por supuesto, puede contribuir aún más al declive de los insectos.