15.11.7: Feromonas

Las feromonas son sustancias químicas liberadas por un organismo en su entorno que le permiten comunicarse con otros miembros de su propia especie.

Feromonas en Insectos

Feromona de alarma: Cuando una hormiga es perturbada, libera una feromona que puede ser detectada por otras hormigas a varios centímetros de distancia. Son atraídos por bajas concentraciones de la feromona y comienzan a moverse hacia la región de concentración creciente. A medida que se acercan a su compañero de nido perturbado, su respuesta cambia a una de alarma. La mayor concentración hace que corran mientras trabajan para remediar la perturbación. A menos que se liberen cantidades adicionales de la feromona de alarma, pronto se disipa. Esto asegura que una vez terminada la emergencia, las hormigas regresen silenciosamente a sus ocupaciones anteriores. Las abejas también tienen una feromona de alarma (lo cual es bueno no provocar alrededor de una colonia de abejas “africanizadas”).

Feromona de Sendero: Ciertas hormigas, al regresar al nido con alimento, depositan una feromona de rastro. Este sendero atrae y guía a otras hormigas hacia la comida. Se renueva continuamente mientras la comida aguante. Cuando el suministro comienza a disminuir, cesa el trailmaking. La feromona del rastro se evapora rápidamente por lo que otras hormigas dejan de llegar al sitio y no se confunden con los viejos senderos cuando se encuentra comida en otro lugar. Y al menos en una especie de hormiga, los senderos que ya no conducen a la alimentación también están marcados con una feromona repelente.

Figura 15.11.7.1: Feromona de rastro

Un palo tratado con la feromona de rastro de una hormiga (izquierda) puede ser utilizado para hacer un rastro artificial que es seguido de cerca por otras hormigas que emergen de su nido (derecha). El rastro no será mantenido por otras hormigas a menos que se coloque comida en su extremo. (Fotos cortesía de Sol Mednick y Scientific American).

Reina feromona: Las reinas de las abejas pasan sus vidas literalmente rodeadas por un séquito de abejas obreras. La reina emite una feromona que es una mezcla compleja de hidrocarburos insaturados, ácidos grasos y otras moléculas orgánicas. Entre sus efectos:

• induciendo a los trabajadores a alimentarla y prepararla
• inhibir a los trabajadores de construir celdas de reina y criar nuevas reinas
• inhibiendo el desarrollo ovárico en los trabajadores

Atrayentes Sexuales

Se conocen cientos de feromonas con las que un sexo (generalmente la hembra) de una especie de insecto atrae a sus parejas. Muchos de estos atrayentes sexuales o sus parientes químicos cercanos están disponibles comercialmente. Han demostrado ser armas útiles contra las plagas de insectos de dos maneras:

• Confusión Masculina: Distribuir un atrayente sexual por toda una zona enmascara el propio atrayente del insecto y así puede evitar que los sexos se junten. Esta “interrupción de la comunicación” se ha utilizado con éxito contra una amplia variedad de plagas importantes. Por ejemplo, el atrayente sexual del gorgojo del algodón ha reducido la necesidad de insecticidas químicos convencionales en más de la mitad en algunas zonas de cultivo de algodón.
• Monitoreo de insectos: Los atrayentes sexuales de insectos también son valiosos en el monitoreo de poblaciones de plagas. Al cebar trampas con la feromona apropiada, se puede detectar temprano una acumulación de la población de plagas. Incluso si un insecticida convencional es el arma elegida, su uso temprano reduce
  • la cantidad necesaria
  • daños en el cultivo
  • costo para el cultivador
  • posibles daños al medio ambiente.
  La detección temprana de la acumulación de plagas es un ingrediente clave en el sistema conocido como manejo integrado de plagas (IPM).

Figura 15.11.7.2 Polilla gitana

En la foto (cortesía del USDA) se muestran las antenas plumosas de una polilla gitana macho. Estos detectan la feromona liberada por las hembras (que no vuelan). En algunos insectos, una sola molécula de atrayente sexual es suficiente para provocar una respuesta.

Engaño Sexual

• Por un animal: Muchas especies de arañas se aprovechan exclusivamente de polillas de ciertas especies y sólo de los machos. Los estudios de una especie de araña, Mastophora cornigera, muestran que libera una mezcla de compuestos volátiles que imitan la feromona sexual de la especie de polilla de la que se aprovecha. Polillas macho volando contra el viento en busca de una hembra terminan comido en su lugar!
• Por una planta: Varias especies de orquídeas -cada una polinizada por los machos de una sola especie de insecto (avispas o abejas )- emiten la misma feromona que es el atrayente sexual por el cual las hembras de la especie de insecto atraen a los machos para el apareamiento.

Feromonas en Mamíferos

Feromonas liberadoras: Muchos mamíferos (por ejemplo, perros y gatos) depositan químicos en y/o alrededor de su “territorio”. A medida que estos se vaporizan, señalan a otros miembros de la especie la presencia del ocupante del territorio. Las madres conejitas domésticas liberan una feromona mamaria que desencadena un comportamiento inmediato de lactancia por parte de sus bebés (crías). Algo bueno, también, ya que las madres dedican solo 5—7 minutos al día a alimentar a sus crías así que es mejor que sean rápidas al respecto.

Muchos animales, incluidos los mamíferos, señalan con feromonas de alarma. Aunque ni la fuente ni la naturaleza química de las feromonas de alarma se conocen en ningún mamífero, los animales estresados liberan algo que desencadena un comportamiento rápido (por ejemplo, huida o pelea) en otros miembros de su especie. La feromona se detecta en un grupo especial de células localizadas en la punta misma de la nariz y así en posición de detectar moléculas aerotransportadas incluso antes que el órgano vomeronasal (ver más abajo) o epitelio nasal pueda. Los detectores en estas células son cilios primarios.

Feromonas de imprimación: Las ratas y los ratones desprenden feromonas que provocan comportamiento de apareamiento. Sin embargo, la respuesta no es inmediata como lo está en las feromonas liberadoras de conejos madre e insectos. En cambio, la detección de la feromona ceba el sistema endocrino del receptor para realizar los cambios, por ejemplo, la ovulación, necesarios para el apareamiento exitoso. Las feromonas de cebador son detectadas por el epitelio olfatorio con el que se detectan olores normales y también en la mayoría de los mamíferos (pero no humanos) por el órgano vomeronasal (VNO). El VNO es un parche de tejido receptor en la cavidad nasal distinto del epitelio olfativo. Los receptores son proteínas transmembrana acopladas a proteína G similares a las que median en el olfato, pero codificadas por genes completamente diferentes. Las neuronas que conducen desde el VNO toman un camino separado hacia y a través del cerebro.

Las feromonas humanas: Desde hace tiempo se ha notado que las mujeres que viven juntas (por ejemplo, compañeras de cuarto de la universidad) desarrollan ciclos menstruales sincrónicos. Se cree que esto se debe a que liberan dos feromonas de imprimación (aún sin caracterizar): (1) una previa a la ovulación que tiende a acelerar el inicio de la ovulación en otras y (2) una después de la ovulación que tiende a retrasar el inicio de la ovulación en otras mujeres. Ambas feromonas se liberan de las axilas. Las feromonas no se detectan conscientemente como olores, sino que presumiblemente desencadenan los cambios hormonales que median en el ciclo menstrual.