Anatomía de la mariposa: Cabeza

La cabeza de la Mariposa

Ojos

La mayoría de los insectos adultos y las Mariposas poseen un par de ojos esféricos compuestos, los cuales cada uno de ellos contiene hasta 17000 “omatidios“, receptores de luz individuales con sus propias lentes microscópicas. El cual trabajan al unísono con el fin de producir una vista en mosaico de la escena que los rodea.

Estructura

Todo omatidio consiste en una córnea y un cono, que unidos actúan como una lente. Surgiendo de la parte posterior de cada cono existe una varilla hacia abajo a través del cual viaja la luz a fin de alcanzar un grupo de 2-6 células sensoriales, las cuales cada una es sensible a una parte particular del espectro visual.

Los moldes de los ojos son bastante distintos a los de otras mariposas. Poseen un espacio en medio de los conos y las barras lo cual facilita que la luz de cada omatidio se derrame en las barras vecinas, incrementando realmente su resolución y sensibilidad. Como resultado, pueden volar a los patrones con mucha precisión  que le permiten  ir de un punto a otro. Este distinto tipo de estructura ocular es una de las razones debido al cual los taxonomistas los ubican en una superfamilia distintas a todas las otras mariposas: la Hesperioidea.

Capacidades

Muestran las leyes de la óptica que es posible que todo, desde alrededor de un centímetro hasta 200 metros, pueda estar claramente enfocado por las mariposas, puesto que sus omatidios poseen una distancia focal bastante corta.

La mariposa tiene un cerebro que le permite detectar al momento si la imagen creada por cada omatidio es oscura o liviana. Si a la mariposa se le acerca un depredador mueve su cabeza una pequeña fracción, a cada receptor lo golpea una cantidad de luz que cambia rápidamente debido a su ángulo de visión bastante estrecho. La sensibilidad que generan los cambios en su entorno significa que una mariposa es completamente eficaz para detectar movimiento y para medir la distancia de un depredador que se aproxima, el cual les facilita tomar medidas evasivas inmediatas.

Los cambios que se producen debido a la sensibilidad en su campo visual, que es combinada con una alta frecuencia de parpadeo de aproximadamente 150 imágenes por segundo, les permite ayudar a las mariposas a juntar los miles de elementos de la imagen de mosaico por el ojo compuesto. Se desconoce si las mariposas y otros insectos logran fusionar estos elementos de mosaico en una sola imagen. Si pueden hacerlo, los haría capaces de distinguir patrones a distancias cercanas.

Para explorar su entorno Los vertebrados requieren mover sus ojos y cabezas, sin embargo los ojos compuestos de las mariposas les permiten una visión de casi 360 grados. Al mismo tiempo logran ver todo, de manera que les permita explorar las flores que tienen adelante con precisión y, al mismo tiempo, dedicar la misma concentración a la detección de amenazas desde atrás.

La luz polarizada pueden verlas las mariposas, la cual les permite determinar la posición del sol, inclusive aunque se encuentre parcialmente oculto por una nube. Permitiéndoles esto relacionar su posición con el sol y utilizarlo como una brújula cuando se mueven en sus hábitats.

Percepción del color

Perciben de una forma distinta los colores los humanos y las aves, ya que las mariposas son ultra-sensibles a la radiación UV. Poseen Las flores patrones ultravioletas la cual son invisibles para los humanos sin embargo las mariposas son capaces de reconocerlos. Estos patrones UV dirigen a las mariposas con destino a la fuente de néctar de manera bastante parecida a como las luces de las pistas guían a un avión hacia la tierra.

Los experimentos que se han realizado con mariposas colias teñidas de naranja, rojo, verde, azul y negro lograron demostrar que las hembras no discriminan entre machos de distintos colores. Los biólogos en su mayoría están de acuerdo en que los colores y patrones visibles no se usan para la comunicación de mariposa a mariposa. Principalmente Su función es transmitir señales relacionadas con la supervivencia a las aves (es decir, camuflaje, color aposemático, patrones miméticos, etc.).

Son capaces de comunicarse visualmente entre ellas las mariposas, sin embargo usan un “canal privado” de patrones ultravioleta que se superponen a los patrones visibles y no pueden ser vistos por los vertebrados. Permitiendoles éstos a las mariposas distinguir especies específicas durante la fase inicial de “aproximación” a la ubicación del compañero. Se ha demostrado por medio de la experimentación que los machos que han logrado tener sus patrones de reflejos UV borrados sufren una caída significativa en el éxito de la ubicación del compañero.

De igual manera siendo sensibles a los patrones de UV, igualmente las mariposas están alertas a los colores iridiscentes que se generan cuando la luz del sol se refracta en las alas de otras mariposas. Diversas especies de igual forma han desarrollado una respuesta de color selectiva, es decir, están “sintonizadas” con el fin de reaccionar a los colores dominantes en los patrones de las alas de su misma especie. Los ejemplos incluyen Heliconius erato que es sensible al rojo, Morpho helenor que reacciona muy fuertemente al azul y Philaethria dido que responde al verde

Percepción de la forma

Las mariposas machos  perseguirán y atraparán a cualquier insecto de aproximadamente igual de tamaño y color que la hembra de su misma especie mediante la fase de aproximación de la ubicación. En cambio, los experimentos con hembras de cartón han demostrado que los machos responden por igual a maniquíes cuadrados, circulares, triangulares o en forma de mariposa.

En cambio, las hembras de varias especies suelen ser capaces de reconocer las plantas solamente en función de la forma y el color de la hoja. De una especie a otra varia esta habilidad, y se encuentra bastante desarrollada en las mariposas monofágicas, aquellas cuyas larvas solo comerán un tipo de planta.

Las mariposas polífagas (esas que utilizan diversas familias o géneros de plantas larvarias) tienden a ser dependiente casi exclusivamente de señales químicas. Por ejemplo, se ha contemplado con frecuencia hembras Pieris napi buscando sitios de oviposición. Momentáneamente se posan en varias plantas, saboreando cada una, con las espuelas de las patas pinchan la cuticula de la hoja, con el fin de liberar sustancias químicas en la hoja que después se prueban utilizando los receptores olfativos en las patas. Hojas que fueron probadas incluidas hojas de helecho, hiedra y roble, todas poseen una forma bastante distinta a las crucíferas necesarias para la oviposición. Es decir aparenta indicar que en esta especie la vista juega poco o ningún papel en la selección de las plantas para la puesta de huevos.

Visión en polillas nocturnas

Las esfinge morada, Deilephila elpenor, se han estudiado para determinar si las polillas nocturnas pueden percibir o no el color. Parecía poco probable, pero Kelber encontro que esta especie tiene 9 receptores de luz en cada omatidio (en comparación con entre 2 y 6 en mariposas), y usó experimentos de comportamiento para probar que las polillas pueden discriminar los estímulos de colores a intensidades que corresponden a la tenue luz de las estrellas.

Mantenimiento óptico

Los insectos no pueden parpadear, por lo que necesitan otras formas de proteger sus ojos. En muchas mariposas y polillas, los ojos están protegidos por los palpos labiales, que actúan como filtros de polvo. Las mariposas en el género Satyrine Lethe tienen una densa capa de setas finas o “pelos” en sus ojos compuestos.

Estudios de estas mariposas en Sri Lanka y Borneo indican que están fuertemente atraídas por el estiércol húmedo, y pasan largos períodos indagando en él. Parece plausible, por lo tanto, que las setas pudieran funcionar de la misma manera que los bigotes de un gato, actuando como sensores táctiles que los alertan cuando sus ojos se acercan demasiado al estiércol, lo que las cegaría si se pegara a la superficie del ojo.

Antenas de las Mariposas: curiosidades

De entre los ojos emergen un par de antenas segmentadas. Estas pueden ser de ángulo voluntario en varias posiciones, y se piensa que es una forma de radar. Tienen muchas funciones, incluida la detección de feromonas, que se utiliza para la ubicación y el reconocimiento del compañero.

Las antenas de las Monarcas Danaus plexippus están cubiertas por más de 16000 sensores olfativos (detectores de olores), algunos en forma de escamas, otros en forma de pelos o fosas olfativas. Los sensores en forma de escamas, que suman unos 13700 en total, son sensibles a las feromonas sexuales y al olor a miel que les permite localizar fuentes de néctar.

Las antenas de mariposa, como las de las hormigas y las abejas, también pueden utilizarse para comunicarse físicamente, por ejemplo, es común ver a las pequeños Tortugas de Mar Aglais urticae tamborileando sus antenas en las alas posteriores de las hembras durante el cortejo, posiblemente para “saborear” feromonas en las alas de la hembra. Se puede encontrar actividad similar en La Blanca Esbelta, Leptidea sinapis y muchas otras especies.

Las mariposas a menudo son observadas punteando las antenas sobre el suelo o las hojas. En este caso, están muestreando el sustrato para detectar sus cualidades químicas. Hacen esto para establecer si el suelo contiene nutrientes esenciales. Las mariposas masculinas a menudo beben humedad mineralizada para obtener sodio, que pasan a las hembras durante la cópula.

Diferencias entre las antenas mariposa y polilla

Las antenas de mariposa siempre se golpean en las puntas. En la mayoría de las subfamilias de mariposas, como Nymphalinae, Heliconiinae y Pierinae, el tallo es recto y el palo muy pronunciado, pero en el Ithomiinae las antenas se van engrosando progresivamente hacia la punta. Los grupos de patrones (Hesperiidae) se reducen a un punto fino y se enganchan en la punta, pero la mayoría de las otras mariposas tienen extremos redondeados en los palos.

Algunas polillas incluyendo Burnet (Zygaenidae) y Cane Borers (Castniidae) también tienen antenas que son golpeadas como las de las mariposas. Esta es una de las muchas razones por las cuales la división de “conveniencia” de Lepidoptera en mariposas y polillas es difícil de justificar científicamente.

6 puntos Burnet Zygaena filipendulae (Zygaenidae), Inglaterra. Las polillas de Burnet tienen antenas que son golpeadas incluso más que las de las verdaderas mariposas

Las polillas machos de los Saturniidae, Lasiocampidae y algunas otras familias tienen antenas “pectinizadas” emplumadas que están cubiertas por decenas de miles de sensores olfativos y pueden detectar el olor de las hembras desde distancias de hasta 2 km. Las hembras no tienen necesidad de detectar feromonas, por lo que sus antenas, aunque de estructura similar, tienen penachos mucho más cortos.

Antena de roble americano macho Silkmoth Antheraea polyphemus

El órgano de Johnston

En la base de las antenas hay un “órgano de Johnston”. Esto está cubierto de células nerviosas llamadas escolopidios, que son sensibles al estiramiento, y se utilizan para detectar la posición de las antenas, afectadas por la gravedad y el viento. Por lo tanto, se usan para detectar la orientación y el equilibrio durante el vuelo, y permiten a las mariposas ajustar su dirección o velocidad de ascenso y descenso. También se cree que les es posible detectar campos magnéticos al migrar.

Palpos

De la parte frontal de la cabeza, sobresalen un par de pequeñas proyecciones llamadas palpos labiales, que están cubiertos de sensores olfativos (detección de olores). Sensores similares también se encuentran en las antenas, el tórax, el abdomen y las piernas.

Estos sensores están presentes en una variedad de formas, y es probable que cada tipo cumpla un rol diferente. Los sensores en las antenas, por ejemplo, podrían estar “sintonizados” para localizar las feromonas sexuales, mientras que los de las piernas podrían ser sensibles a las sustancias químicas exudadas por las plantas de alimentos para larvas. La lógica indicaría que aquellos en los palpos labiales y probóscide, debido a su posición, podrían ser sintonizados para detectar fuentes de alimento adultas como néctar, orina, carroña o savia de árbol.

Alternativamente, es posible que funcionen para detectar el “olor” del aire que emana de ubicaciones particulares: el aire del desierto seco entrante, por ejemplo, podría detectarse y actuar como un disparador para estimular la migración.

Algunos biólogos argumentan que, además de sus funciones olfatorias, los palpos tienen otras funciones, como proteger la probóscide. Lógicamente, esto significaría que una trompa corta se asociaría con palpos pequeños y una trompa larga asociada con palpos más grandes. De hecho, este no es el caso: las especies con probóscides muy largas, como los saltadores y Eurybia, tienen palpos de tamaño medio, mientras que los picos de Libythea y otras especies con palpos prominentes tienen probóscides sin importancia.

Otra teoría es que los palpos pueden servir como filtros de polvo para proteger la superficie de los ojos. DeVries afirma que los palpos más desarrollados se encuentran en las mariposas que se alimentan en la adultez, de frutas podridas o estiércol donde hay una mayor probabilidad de ensuciarse los ojos o contagiarse con ácaros. Sin embargo, esta teoría no es válida para las mariposas Libythea Beak, que tienen palpos extremadamente largos pero que se alimentan de las flores, o en el caso de los machos de la humedad mineralizada en el borde de los charcos.

La mariposa del pico Libythea myrrha, que muestra palpos labiales que se proyectan desde la cabeza

Probóscide

La probóscide consiste en un par de canales de cesárea interconectados que, cuando se unen forman un tubo, parecido a una pajita. Este tubo se puede enrollar como un resorte para almacenarlo o extenderlo para permitir que la mariposa penetre profundamente en las flores para absorber el néctar. Si la probóscide se obstruye con fluidos pegajosos, las dos secciones se pueden desacoplar y limpiar.

Los sensores olfativos cerca de la punta de la probóscide y en el canal de alimentos, junto con sensores similares en el tarso y la tibia de las piernas, permiten a las mariposas “saborear” el néctar, el polen, el estiércol y los minerales.

Mariposa “BD” Callicore cynosura , utilizando su probóscide como una pajita para beber minerales disueltos de la superficie de una roca húmeda en la orilla de un afluente amazónico

Comportamiento de alimentación

En las zonas templadas, la mayoría de las mariposas obtienen su sustento chupando el néctar de las flores. Sin embargo, hay excepciones: los emperadores morados masculinos Apatura iris, por ejemplo, nunca visitan las flores; se alimentan completamente de los fluidos que obtienen de fuentes como el estiércol, la carroña, el suelo empapado de orina, la savia de los árboles y el melón (secreciones de áfidos).

En las cordilleras montañosas de los Alpes y los Pirineos, los machos de muchas especies, especialmente Lisandra, Pyrgus, Thymelicus, Cupido y Mellicta, a menudo se agregan en grupos de varias docenas para absorber humedad mineralizada de los bordes de los charcos empapados de orina, estiércol de tierra o de ganado. Este fenómeno es común en las regiones alpinas de todo el hemisferio norte.

En los trópicos, la mayoría de los machos de todas las familias siguen el comportamiento descrito anteriormente para el Emperador Púrpura. Las hembras de algunas especies parecen no alimentarse del todo y dependen de proteínas y aminoácidos transferidos a través del esperma de los machos durante la cópula. En el caso de Papilionidae, Pieridae y Lycaenidae, las hembras comúnmente obtienen sustento del néctar de las flores.

En América Central y del Sur, las mariposas hembra Heliconius visitan Lantana y varias otras flores para obtener néctar. También secuestran polen de las flores Psiguria, Anguria y Gurania en la selva. El polen recolectado de las flores es procesado por las hembras para extraer aminoácidos que aumentan la longevidad y les permiten producir huevos hasta por 9 meses. Las mariposas han adquirido la capacidad de aprender y recordar las ubicaciones de las plantas individuales de polen. Visitan estas todos los días, siguiendo un circuito predefinido a través del bosque.

Phoebis argante y Rhabdodryas se reúnen para absorber la humedad, Perú

Los enjambres de mariposas, por ejemplo, los machos de Eurema, Phoebis , Marpesia , Adelpha y Callicore se encuentran habitualmente en las playas fluviales para alimentarse bebiendo agua mineralizada de la arena húmeda. Numerosas otras especies como Doxocopa, Rhetus y Caria también se reúnen en cantidades menores en situaciones similares.

Los machos de subfamilias como Charaxinae y Apaturinae se sienten atraídos por el estiércol, la fruta podrida o la carroña. DeVries ha estimado que al menos el 40 por ciento de todos los Nymphalidae en Costa Rica se alimenta exclusivamente de fruta podrida.

Los que comen carroña varían enormemente en su elección de alimentos. En Ecuador, se ven comúnmente a Glasswings alimentándose de los cadáveres en descomposición de las moscas ladronas, y en Venezuela, un Periander macho Rhetus  se puede ver chupando fluidos del cadáver de una tarántula gigante. En el Cráter Pululuhua en Ecuador veintenas de Satirines de gran altitud, incluyendo a Lymanopoda, Lasiophila y Junea se alimentaban de un cadáver de serpiente.

En las regiones templadas es mucho menos común que en los trópicos, pero se han encontrado varones Emperadores púrpura alimentándose en el cadáver de un ciervo que estaba flotando en un pozo negro abierto en un matorral en el sur de Inglaterra.

En las selvas tropicales de América del Sur, muchas mariposas forman asociaciones con las colonias de hormigas. Las aves siguen a ejércitos de hormigas soldado merodeando, alimentándose de insectos que se dispersan cuando las hormigas se acercan. A su vez, las mariposas siguen a las hormigas, alimentándose de sus excrementos licuados. Los biólogos que estudian las mariposas en los bosques tropicales suelen colocar pequeñas bolas de papel blanco humedecido, diseñado para simular excrementos de pájaros, en las hojas para atraer a las mariposas de las familias Hesperiinae e Ithomiinae.