Dinastes Ticio

Dynastes tityus , el escarabajo Hércules del este , es una especie de escarabajo rinoceronte originaria del este de los Estados Unidos . Los élitros del adulto son verdes, grises o tostados, con marcas negras, y todo el animal, incluidos los cuernos del macho, puede alcanzar los 60 mm (2,4 pulgadas) de longitud. Las larvas se alimentan de madera en descomposición de varios árboles.

Dynastes tityus es conocido por varios nombres comunes , incluyendo escarabajo Hércules oriental , escarabajo elefante y escarabajo buey . ^[1] Recibió su nombre científico por primera vez de Carl Linnaeus , en su obra Centuria Insectorum de 1763 , donde se lo llamó Scarabaeus tityus ; cuando el género Scarabaeus de Linnaeus se dividió en géneros más pequeños, S. tityus pasó a llamarse Dynastes tityus . ^[2]

Los adultos de ambos sexos miden entre 20 y 27 milímetros (0,8 y 1,1 pulgadas) de ancho y los machos entre 40 y 60 milímetros (1,6 y 2,4 pulgadas) de largo, ^[1] incluyendo un cuerno largo (el cuerno pronotal ) que se proyecta hacia adelante desde el tórax del macho; un segundo cuerno (el cuerno clipeal ) se proyecta hacia arriba desde la cabeza. ^{[3] Por lo tanto,} Dynastes tityus es "uno de los escarabajos más largos y pesados ​​​​de los Estados Unidos". ^[4] Los cuernos se utilizan en batallas entre machos rivales que compiten por una pareja; ^[5] el tamaño del cuerno refleja la disponibilidad de alimento cuando el escarabajo estaba creciendo. ^[5] A pesar del tamaño de los cuernos, Dynastes tityus es inofensivo para los humanos. ^[5]

Los élitros son de color verde , gris o tostado , generalmente con moteado negro . ^[5] El patrón de manchas es único para cada individuo. ^[4] Los escarabajos que se encuentran en el suelo o en madera podrida a menudo aparecen muy oscuros, con las manchas en los élitros oscurecidas. Esto es resultado de la humedad que la concha ha absorbido; cuando los élitros se secan, vuelven a su color más pálido. ^[5] La humedad se almacena en la capa exterior de los élitros, llamada epicutícula, que cambia el ángulo en el que la luz se refleja en la capa subyacente, la exocutícula, que está compuesta de cristales fotónicos. ^[6] Ocasionalmente, ambos élitros pueden ser de un color caoba uniforme , o un élitro puede ser pálido con manchas oscuras, mientras que el otro es de un color caoba liso. ^[1]

Dynastes tityus apareció en un sello emitido por el Servicio Postal de los Estados Unidos en octubre de 1999. ^[1]

El nivel de humedad externa provoca el cambio de color de los élitros del escarabajo Hércules del este. Cambian de color de amarillo verdoso a marrón oscuro cuando se mueven de un ambiente de baja humedad a un ambiente de alta humedad. Cuando el ambiente es seco, el espacio entre las multicapas se llena de aire y el índice de refracción tiene un valor bajo de 1. Sin embargo, cuando la humedad aumenta, el aire es reemplazado por agua y el índice de refracción aumenta a 1,33. El cambio en el nivel del índice de refracción altera la trayectoria de transmisión de la luz, lo que finalmente causa el cambio de color visible. ^[7]

El escarabajo Hércules del este tiene una estructura corporal multicapa cuya composición exacta no se ha determinado. Los componentes conocidos de la cutícula del insecto son fibras de quitina y una matriz proteínica. ^[8] Se fusionan entre sí y forman una estructura ordenada que puede almacenar energía para proteger el ala y el cuerpo. Cuando los élitros aparecen de color marrón oscuro en un entorno de alta humedad, pueden defender mejor al escarabajo de ataques y accidentes. Además, los élitros son más aptos para la protección y los ataques regulares cuando tienen un color verde amarillento. ^[7]

Se cree que el género Dynastes se originó en América del Sur. El linaje norteamericano apareció después del cierre del istmo de Panamá hace 3,5 millones de años. ^[9] Este linaje se ha dispersado aún más por el Cinturón Volcánico Transversal y la Sierra Madre del Sur en especies orientales y occidentales en América del Norte. ^[10] D. tityus vive en el este y sureste de los Estados Unidos , desde el estado de Nueva York , Illinois e Indiana en el norte hasta Florida y el Golfo de México en el sur, con el este de Texas y el oeste de Arkansas marcando el límite occidental de su área de distribución. ^[3]

Las larvas de los escarabajos Hércules del este viven en la madera en descomposición. Prefieren residir y desarrollarse dentro de la gran cavidad que hay en la base del árbol o cerca de ella, a través de la cual pueden excavar túneles en el suelo. ^[11] Se ha observado que los adultos viven en la vegetación y bajo la hojarasca húmeda. Las hojas y los troncos caídos pueden proteger al escarabajo de los riesgos de depredación. También se ha observado que viven en fresnos, donde los árboles les ayudan a atraer y localizar a sus parejas. ^[12]

El apareamiento puede durar hasta 50 minutos en D. tityus . ^[5] Los lotes posteriores de huevos son ovipositados en el mismo sitio hasta que sus recursos se agotan. ^[13] Las larvas son gusanos grandes en forma de C con cuerpos blancos y piezas bucales masticadoras , ^[5] que se alimentan de madera en descomposición y hojarasca dentro de árboles podridos y producen bolitas fecales rectangulares distintivas de aproximadamente 10 mm (0,39 pulgadas) de largo. ^[13] Después de 12 a 18 meses, las larvas pupan a fines del verano. ^[1] Los adultos permanecen bajo tierra durante el invierno, permaneciendo inicialmente en su celda de pupa. Emergen en el verano y viven de 6 a 8 meses. ^[1] La dieta de los adultos no es bien conocida, pero se los ha observado lamiendo la savia de los fresnos . ^[1]

La oviposición ocurre durante el verano y las hembras ponen hasta 100 huevos en grandes cavidades en o cerca de las bases del árbol. Los robles maduros y las maderas duras son los preferidos. Las hembras pueden compartir el mismo sitio para poner los huevos si hay suficientes acumulaciones de restos leñosos como recursos alimenticios. Los huevos se ponen generalmente dentro o muy cerca de la madera en descomposición para que las larvas tengan suficientes nutrientes sin viajar demasiado lejos. Por lo tanto, la inversión de la hembra hacia los huevos ocurre antes de la puesta. ^[14] No se reporta ningún otro comportamiento de cuidado parental.

Los escarabajos experimentan metamorfosis , que incluye etapas de huevo, larva, pupa y adulto. Las hembras ponen los huevos de color blanco amarillento dentro del suelo durante el verano. Los huevos tienen un período de incubación de aproximadamente un mes, seguido de tres estadios larvarios, que se refieren a las etapas de muda de las larvas. ^[14] Las larvas pasan la mayor parte de su tiempo bajo tierra. Las larvas son gusanos grandes en forma de C con cuerpos blancos y piezas bucales masticadoras , ^[5] que se alimentan de madera en descomposición y hojarasca dentro de árboles podridos y producen bolitas fecales rectangulares distintivas de aproximadamente 10 mm (0,39 pulgadas) de largo, ^[13] que funcionan como una casa para que se desarrollen durante las etapas de larva y pupa. Antes de convertirse en pupas, las larvas pasan de seis meses a un año para crecer y mudar dos veces en el suelo. El proceso de muda permite un mayor crecimiento. El estado "teneral" describe el estado de cuerpo blando del escarabajo justo después de la muda, donde su cuerpo tiene un color pálido. Este proceso dura unas horas para esperar a que la cutícula se endurezca. ^[5]

Las larvas se transforman en pupas a finales del verano siguiente, dentro de los excrementos de la larva y los restos leñosos que la rodean. Las pupas se transforman en adultos en aproximadamente un mes. Permanecen bajo tierra dentro de su celda de pupa durante el invierno y emergen en el verano siguiente. La vida útil de los escarabajos adultos varía de 6 a 23 meses. Es común encontrar individuos y parejas de apareamiento que permanecen en los fresnos y raspan la corteza y se alimentan de savia. ^[15] El desarrollo completo puede tardar hasta tres años en la naturaleza. ^[14] Las larvas son saproxilófagas, lo que significa que se alimentan de madera muerta, como troncos podridos y troncos de árboles en descomposición. ^[11]

Diferentes depredadores atacan diferentes etapas de vida de Dynastes tityus . Los huevos son vulnerables al ataque de un ácaro depredador . ^[5] Las larvas son consumidas por mamíferos como zorrillos y mapaches , y artrópodos que viven en el suelo , como ciempiés , escarabajos terrestres , arañas y los gusanos de las moscas Mydas . ^[5]

Un ácaro diminuto que excava en el suelo y se alimenta de las larvas. Su color es muy similar al de los huevos. La especie aún no ha sido determinada. Las larvas de la mosca Mydas también se alimentan de los huevos excavando en el suelo. ^[5]

Se ha observado que los machos desprenden un olor penetrante similar al de los arándanos. Se especula que este aroma se utiliza para atraer a las hembras. ^[15] Se ha demostrado que el fresno desempeña un papel importante en la atracción y localización de parejas, lo que explica por qué los adultos viven en el fresno en lugar de en las cavidades de los árboles. Los machos raspan la corteza y mastican el cambium de las ramas del fresno. ^{[15] [12]}

Las especies de Dynastes están restringidas a las Américas y solo dos de las ocho especies se encuentran en los Estados Unidos . ^[10] Mientras que D. tityus habita en el este de los Estados Unidos, Dynastes grantii (el escarabajo Hércules occidental) vive en elevaciones más altas en Arizona , Nuevo México y Utah . ^[16] Varias especies se encuentran en México y Dynastes hyllus se encuentra tan al norte como Tamaulipas . ^[1] D. tityus y D. grantii son muy similares, y es posible cruzarlos y producir híbridos viables . ^[5]

D. tityus posee élitros que son ligeros y fuertes, y el propósito de los élitros es proteger las alas traseras del escarabajo . ^[17] Sus élitros únicos y beneficiosos han inspirado aplicaciones en el mundo humano. ^[17] Los élitros del escarabajo están formados por fibras de quitina y una matriz proteínica. ^[17] Los élitros de D. tityus pueden usarse como un modelo biológico para el desarrollo de materiales ligeros y fuertes. ^[17] D. tityus también puede cambiar de color de verde a negro según la humedad ambiental. Cambian a negro cuando aumenta la humedad. ^[17]

Los modelos bioinspirados de D. tityus incluyen microestructuras. ^[17] A partir de estructuras humanas, los materiales utilizados deben ser compuestos y fabricados en capas. ^[17] La ​​unión entre capas se puede reforzar colocando fibras en cada capa y entre capas para obtener una fuerza de unión. ^[17] Otro modelo bioinspirado es la dureza variable entre capas. La dureza de los materiales bioinspirados debe ser diferente y la dirección de los materiales en las capas también debe ser diferente. ^[17]

• "Escarabajo Hércules del Este". Arte animal en el camino . 20 de octubre de 2010.Incluye una imagen del sello postal que presenta a D. tityus .