Dorcus hopei

Dorcus hopei es un escarabajo de la familia Lucanidae .

El ciclo de vida de Dorcus hopei es bastante similar al de todos los escarabajos de la familia Lucanidae . D. hopei suele estar en estado larvario durante uno o dos años. ^{[ 1 ]} Los huevos de D. hopei se depositan en troncos de madera en descomposición en los bosques de China, Corea y Japón. ^{[ 2 ]} Las larvas se alimentan de la madera en descomposición utilizando una especie de levadura , Pichia, que descompone la xilosa de la madera podrida. ^{[ 3 ]} La etapa larvaria es única por su capacidad de sobrevivir a los duros inviernos de su área de distribución nativa, pudiendo sobrevivir a temperaturas tan bajas como -15 °C durante 24 horas. ^{[ 1 ]} Esto se debe a sus proteínas anticongelantes únicas, una proteína que no se encuentra en ninguno de sus parientes Lucanidae y en muy pocos insectos en general.

Debido a su área de distribución nativa, el D. hopei se ha desarrollado para sobrevivir a las estaciones gélidas en Japón, Corea y China. Los adultos viven entre tres y cinco años, a menudo en los suelos de los bosques. ^{[ 1 ]} Los estudios han demostrado que los machos y las hembras suelen comportarse de manera diferente, a menudo como resultado de su dimorfismo sexual . ^{[ 4 ]} Los machos tienen mandíbulas de diferentes tamaños, un rasgo común entre los escarabajos ciervo, y a menudo las usan según su tamaño; los machos con mandíbulas más grandes las usan para controlar territorios de reproducción y alimento. ^{[ 4 ]}

El D. hopei se ha convertido en un insecto popular en Japón y Corea . Se cría comúnmente como mascota debido a sus mandíbulas distintivas y su facilidad de cultivo. Esto ha dado lugar a un mercado de escarabajos ciervo que alcanza los 283 millones de dólares en Japón. ^{[ 5 ]}

En estudios realizados sobre la reproducción de D. hopei , se encontró que los machos y las hembras generalmente se aparean en robles de su hábitat forestal. ^{[ 6 ]} Las hembras ponen huevos de uno en uno y ponen alrededor de 25 por individuo. Por lo general, los huevos se depositan en sustratos de madera, proporcionando una fuente de alimento para la larva después de la eclosión. Las larvas viven relativamente mucho tiempo y dependen de la madera para obtener recursos mientras crecen. Muchos escarabajos ciervo no pueden digerir la madera podrida por sí solos y necesitan depender de levaduras y/u otros microorganismos. La madera no es una fuente de alimento nutritiva, por lo que muchos escarabajos también comen los hongos que crecen en la madera en descomposición. ^{[ 7 ]} Los escarabajos pueden usar enzimas digestivas para descomponer el material celular quitinoso del hongo para obtener nutrientes. Se han realizado algunas investigaciones sobre la densidad de población de larvas de Lucanidae y los resultados muestran que tienden a no interactuar entre sí ni con otras especies; sin embargo, en áreas con alta densidad de población, puede ocurrir canibalismo . ^{[ 8 ]}

Dorcus hopei , al igual que muchos escarabajos ciervo, se caracteriza por sus grandes mandíbulas en forma de cuerno, presentes en los machos de la especie. D. hopei muestra dimorfismo sexual: los machos poseen mandíbulas con múltiples dientes, mientras que las hembras suelen tener solo un juego de dientes en sus mandíbulas, mucho más pequeñas. ^{[ 4 ]} Los machos suelen ser los más grandes de ambos sexos, llegando algunos a alcanzar los 76 mm en estado salvaje. ^{[ 5 ]} Los machos utilizan su mayor tamaño para defender sus recursos y atacar a otros machos con el fin de reproducirse.

D. hopei , al igual que otros coleópteros, posee un ala anterior altamente modificada llamada élitro . Esta ala actúa como una forma de protección para los escarabajos y es única en su orden. El élitro de D. hopei se ha utilizado en estudios recientes debido a su gran tamaño, su buena descripción y su facilidad de cultivo. ^{[ 9 ]} Los élitros de las hembras presentan una marcada puntuación, a diferencia de los machos. ^{[ 6 ]} Las alas de D. hopei funcionan de manera similar a las de otros escarabajos: mediante la presión sanguínea para desplegarlas hidráulicamente. ^{[ 10 ]}

Una de las características fisiológicas más singulares de esta especie es la presencia de proteínas anticongelantes . Este rasgo ha evolucionado para sobrevivir a los fríos inviernos de su hábitat natural. D. hopei posee una proteína exclusiva de esta especie de escarabajo, aunque muy similar a otras proteínas anticongelantes de insectos. Existen grandes similitudes en la estructura de esta proteína con la de T. molitor , un insecto de diferente trayectoria evolutiva. ^{[ 1 ]}

Evolutivamente, Dorcus hopei está estrechamente relacionado con otros escarabajos ciervo y comparte muchos rasgos distintivos. Un rasgo unificador clave entre los escarabajos ciervo es la presencia de hemocitos en su sistema inmunitario. Tienen cuatro tipos únicos que tienen múltiples funciones, incluyendo la respuesta inmunitaria, la cicatrización de heridas y la eliminación de desechos. ^{[ 11 ]} Un factor único entre los escarabajos ciervo es que sus hemocitos son todos relativamente similares y muy parecidos a los de su familia Lucanidae .

Al igual que otros escarabajos, los escarabajos ciervo poseen élitros. Estos han evolucionado independientemente de otros insectos como una forma de protección y parecen tener secuencias genéticas específicas comunes a todos los coleópteros. ^{[ 9 ]} Estos conjuntos de genes, previamente no descritos, muestran la evolución de los élitros en los escarabajos.

Recientemente se ha determinado que la especie comprende dos subespecies: Dorcus hopei hopei y Dorcus hopei binodulosus . Aunque inicialmente se creía que eran especies distintas, se determinó que Dorcus hopei binodulosus, que se encuentra con mayor frecuencia en la península coreana, comparte la misma morfología genital característica y, por lo tanto, se la consideró una subespecie.

El desarrollo de la proteína anticongelante es un desarrollo evolutivo clave que no se encuentra en ningún otro escarabajo ciervo de la familia Lucanidae , lo que hace que D. hopei sea único en su familia y en el mundo de los insectos. Este rasgo es muy similar al que se encuentra en insectos de un orden completamente diferente. ^{[ 9 ]}

Dorcus hopei es un miembro del superfilo Ecdysozoa, lo que significa que se desarrolla radialmente y se considera un protóstomo . ^{[ 12 ]} Las larvas de D. hopei permanecen en su estado larvario durante aproximadamente uno o dos años antes de pupar, lo que significa que son de desarrollo indirecto y experimentan una metamorfosis.