Las arañas siempre han convivido junto a los humanos, por lo que es sorprendente lo mucho que aún no sabemos sobre ellas. Un misterio de larga data estaba relacionado con cómo las arañas detectan los olores. Ahora, nuestra última investigación finalmente ha descubierto el secreto.
en un estudio publicado en Actas de la Academia Nacional de Cienciasdemostramos que las arañas macho utilizan pelos olfativos llamados sensillas de poros de pared en sus patas como “nariz” para detectar las feromonas sexuales liberadas por las arañas hembra.
Nuestro descubrimiento pone fin a una búsqueda de una década de estas esquivas sensillas, que ahora han sido identificadas y cartografiadas. También abre oportunidades para estudios en profundidad sobre el mecanismo subyacente al olfato de las arañas.
Aunque las arañas, que evolucionan desde hace unos 400 millones de años, son famosas por su sentido de vibración y algunas, como arañas saltarinas, para una excelente visiónsorprendentemente se sabe poco sobre su sentido del olfato.
Ha habido mucha evidencia demostrando que las arañas pueden detectar olores como las feromonas sexuales, pero dos grandes preguntas quedaron sin respuesta.
Primero, como las arañas no tienen antenas como los insectos, ¿cuál es su principal órgano olfativo? En segundo lugar, estudios previos sugirieron que las arañas carecen de sensilla porosa en la paredlas estructuras especializadas de las que dependen los insectos para oler. Sin estos, ¿cómo detectan las arañas los olores?
Nuestro estudio ha resuelto estas preguntas de larga data. Descubrimos sensillas de poros de pared que previamente se habían pasado por alto en las patas de las arañas avispa macho (Argiope bruennichi) y demostraron que pueden usarlos para detectar feromonas sexuales en el aire con alta sensibilidad.
Demostramos que las sensillas de los poros de la pared no son exclusivas de las arañas avispa, sino que prevalecen en todo el árbol de la vida de las arañas.
Bajo el microscopio
Examinamos hombres y mujeres. A. bruennichi arañas mediante microscopía electrónica de barrido de alta resolución. Descubrimos miles de sensillas con poros de pared en todas las patas de las arañas macho que caminan y revelamos características específicas de estas sensillas. De hecho, son diferentes a los que se encuentran en insectos y otros artrópodos.
Las sensillas de poros de pared se encuentran en la parte superior de las patas del macho (cercanas al cuerpo), zonas que apenas entran en contacto con la superficie cuando las arañas caminan, capturan presas o se aparean.
Esto es complementario con la distribución de la “putativa sensilla gustativa” (la sensilla de poro de punta) que se encuentra en la parte inferior de las piernas, que frecuentemente hace contacto con la superficie.
Este patrón de distribución ya sugirió el papel de las sensillas de los poros de las paredes en la detección de olores en el aire (olfato). Curiosamente, las sensillas de los poros de la pared se encontraron exclusivamente en arañas macho adultas, no en machos o hembras juveniles, lo que indica claramente su función en la búsqueda y el reconocimiento de pareja.
Evidencia de actividades neuronales.
A. bruennichi es una de las pocas especies de arañas en las que la estructura química de la feromona sexual realmente ha sido identificado. Las arañas hembras liberan feromonas gaseosas que atraen a los machos desde la distancia.
Decidimos probar si las sensillas de los poros de la pared responden al compuesto de feromonas. En estos experimentos, montamos cuidadosamente arañas macho vivas bajo un microscopio e introdujimos un electrodo de registro en la base de una sensilla de poro de pared única.
Luego expusimos cada sensillum a una bocanada que contenía el compuesto de feromonas. Descubrimos que incluso una pequeña cantidad del compuesto de feromona (sólo 20 nanogramos) era suficiente para provocar una respuesta clara como un estallido de actividad en las células neuronales de un sensillum de los poros de la pared, y la respuesta se hizo más fuerte a medida que aumentaba la dosis.
Observamos consistentemente la respuesta de las sensillas de los poros de la pared al compuesto de feromonas, independientemente del par de patas evaluado.
Nuestros resultados muestran que las sensillas olfativas de las arañas son increíblemente sensibles, comparables a los sistemas de comunicación de feromonas sexuales más sensibles de los insectos. Los miles de sensillas en todas las patas que caminan permitirán a las arañas macho detectar incluso los rastros más débiles de feromonas sexuales en el aire.
Otras especies
Para explorar la presencia más amplia de sensilla de poros de pared, examinamos 19 especies adicionales que abarcan 16 familias en todo el árbol de la araña de la vida. Encontramos que las sensillas de poros de pared ocurren en la mayoría de las especies y también son específicas de los machos.
Sin embargo, las sensillas están ausentes en grupos de arañas con ramificaciones basales como las arañas trampilla basales encontrado en Asia. El patrón que encontramos sugiere que las sensillas de los poros de la pared evolucionaron de forma independiente varias veces dentro de las arañas y se perdieron en algunos linajes.
Nuestro estudio allana el camino para futuros descubrimientos apasionantes sobre cómo las arañas perciben el mundo a través del olfato. Muchas preguntas intrigantes esperan una mayor investigación.
¿Cómo huelen las arañas hembra sin sensilla de poros de pared? Y más allá de las feromonas sexuales, ¿qué otras sustancias químicas pueden detectar las arañas y qué importancia tienen para su comportamiento y ecología?
Además, ¿cuál es la base molecular y neuronal del olfato de las arañas? Finalmente, ¿cómo ha evolucionado el sentido del olfato en la gran diversidad de especies de arañas?
Estas preguntas preparan el escenario para un nuevo y apasionante capítulo en nuestra comprensión de la biología de las arañas.
Dan Dan ZhangInvestigador de Biología Sensorial, Universidad de Lund
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