Gyrinus minutus

Gyrinus minutus es una especie de escarabajo giratorio de la familia Gyrinidae . Se encuentra en América del Norte y Europa. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]} El cuerpo es completamente negro con una apariencia opaca debido a su microescultura. G. minutus suele habitar los bordes abiertos de grandes cuerpos de agua como lagos y embalses, pero también reside en estanques con escasa vegetación y partes de ríos de corriente lenta. Sus habilidades de natación son más débiles que las de otros girínidos, y a menudo se dispersan en grupos cuando se les molesta. La reproducción comienza a principios de la primavera con el apareamiento en la superficie del agua, seguido de la puesta de huevos en plantas acuáticas. Las larvas eclosionan después de una semana, crecen rápidamente y alcanzan la madurez en tres o cuatro semanas. Son capaces de volar, y los adultos se pueden encontrar en nuevos lugares durante todo el verano. ^{[ 4 ]} G. minutus carece de producción de volátiles para la defensa contra depredadores o tiene cantidades mínimas, probablemente debido a su comportamiento y preferencias de hábitat. Curiosamente, aunque G. minutus rara vez se agrega, aún puede responder a señales de alarma de otras especies. ^{[ 5 ]}

Los adultos son permanentes, pasando el invierno en la vegetación sumergida. Permanecen activos desde febrero hasta finales de otoño, con su máxima abundancia a mediados o finales del verano. Generalmente se les encuentra cerca de los márgenes abiertos de grandes masas de agua como lagos y embalses, pero también habitan estanques con escasa vegetación en páramos y tramos de ríos de corriente lenta. A diferencia de otros girínidos, su capacidad de natación es débil y sus giros menos pronunciados son evidentes en el campo. Cuando se les molesta, pueden sumergirse, pero un grupo suele dispersarse nadando para alejarse de la perturbación. ^{[ 4 ]}

La etapa de pupa es corta y los adultos emergen en aproximadamente una semana. En condiciones de laboratorio, el ciclo de vida completo, desde el huevo hasta el adulto, abarca unas siete semanas. Esta especie puede volar y los adultos pueden aparecer en nuevos lugares durante todo el verano. ^{[ 4 ]}

El par de autosomas 1 tiene una longitud cromosómica relativa (LCR) de aproximadamente 14,5, y las LCR disminuyen de manera relativamente uniforme a lo largo del cariotipo hasta alrededor de 5,5 en los pares 7-13. El par 10 presenta una constricción secundaria evidente. La mayoría de los autosomas son metacéntricos o submetacéntricos, y los pares 9 y 12 se aproximan a una forma subacrocéntrica. El cromosoma X , que es el más largo del núcleo, tiene una LCR de aproximadamente 20 y es metacéntrico. ^{[ 7 ]}

La reproducción comienza a principios de la primavera con el apareamiento en la superficie del agua, seguido de la puesta de huevos en plantas acuáticas a finales de la primavera. Las larvas eclosionan después de aproximadamente una semana. Estas larvas son completamente acuáticas y no necesitan nadar hasta la superficie para obtener oxígeno. Son depredadoras que se mueven entre las plantas subacuáticas y cazan presas. Crecen rápidamente y alcanzan la madurez en tres o cuatro semanas. Una vez maduras, abandonan el agua para crear un capullo en los márgenes del agua o en las plantas emergentes. ^{[ 4 ]}

El cuerpo es completamente negro y parece opaco debido a su intrincada microescultura. Además, en muchos individuos, se observa un brillo metálico bronceado en los laterales de los élitros. La parte inferior y las patas son de color marrón claro o naranja. El pronoto presenta una estrecha y lisa línea central longitudinal que resalta sobre su superficie texturizada, mientras que el mesosterno tiene un surco mediano longitudinal bien definido. ^{[ 4 ]}

Los escarabajos girínidos han desarrollado un intrincado mecanismo químico que funciona tanto como medio de comunicación como de defensa contra los depredadores. Estos escarabajos poseen glándulas pigidiales que producen una secreción compuesta principalmente por dos partes: una fracción de alto peso molecular y una de bajo peso molecular. La fracción de alto peso molecular contiene una mezcla variable de cuatro norsesquiterpenos: girinidal, isogirinidal, girinidona y girinidiona. Estos norsesquiterpenos son perjudiciales para los peces. Tanto los peces como los tritones tienden a evitar consumir girínidos cuando entran en contacto con ellos. La fracción de bajo peso molecular (volátil) incluye alcoholes, cetonas y aldehídos, como el 3-metil-1-butanol y el 3-metil-1-butanal. Se cree que esta fracción actúa como una sustancia de alarma dentro del sistema general de señalización o defensa de los girínidos. ^{[ 5 ] [ 8 ]}

Los compuestos volátiles podrían desempeñar un papel no solo en los mecanismos de defensa, sino también en su sistema de comunicación. El alcohol isoamílico es incluso irritante para los humanos. Estas sustancias volátiles podrían ser eficaces para la comunicación, ya que las señales transmitidas por el aire pueden detectarse rápidamente en superficies de agua abiertas. ^{[ 9 ]} La producción de secreción pigidial por los girínidos fluctúa a lo largo de las estaciones, con un pico a finales del verano y otro en primavera. ^{[ 5 ]}

Gyrinus minutus carece de compuestos volátiles o los produce en cantidades mínimas. Por lo tanto, G. minutus no emite el olor característico de los girínidos, detectable por el olfato humano. La ausencia de volátiles parece estar relacionada con el comportamiento y las preferencias de hábitat de estos escarabajos: G. minutus tiende a vivir solo entre la vegetación emergente de los lagos. ^{[ 5 ]}

Los investigadores también han comparado a G. minutus con otras dos especies: G. substriatus y G. aeratus , ambas productoras de 3-metil-l-butanal y 3-metil-l-butanol cuando se irritan. G. substriatus se encuentra comúnmente en grupos en ríos y G. aeratus en lagos (ambas en la superficie del agua abierta). Por el contrario, G. minutus prefiere hábitats más protegidos como pequeños estanques o los bordes vegetados de los lagos donde el riesgo de depredación por parte de los peces es probablemente menor en comparación con las regiones más abiertas de los lagos. ^{[ 9 ]} La evolución de la defensa química y las señales de alarma parece estar vinculada a la tendencia de estos escarabajos a formar grupos o agregaciones. Aunque G. minutus rara vez aparece en grandes agregados, aún puede responder a las señales de alarma liberadas por otras especies de Gyrinus . Ocasionalmente, los individuos de G. minutus pueden presentarse dentro de grupos de una especie aromática (por ejemplo, G. aeratus) en superficies de agua abierta, que están fuera de sus hábitats típicos. Su presencia podría interpretarse como una estrategia para beneficiarse de los compuestos volátiles de alarma emitidos por individuos de otra especie. Esto podría ayudarles a evadir amenazas inminentes, un fenómeno conocido como mimetismo batesiano . ^{[ 10 ]}

Los investigadores han identificado tres funciones de la secreción pigidial: (1) prevenir que los microorganismos se adhieran al cuerpo, (2) disuadir a los depredadores y (3) mejorar la humectabilidad de la quitina. Además, los investigadores demostraron su función de alarma. La "llamada de alarma" en los escarabajos girínidos se reconoce en diferentes especies. La liberación de volátiles de alarma en respuesta al "peligro" sobre la superficie del agua, como objetos en movimiento que proyectan sombras, sugiere que la depredación por aves es una amenaza significativa para los girínidos. De hecho, se ha identificado a los girínidos adultos como presa de al menos dos especies de aves europeas: el charrán negro y el archibebe común. Las propiedades de los diversos compuestos pigidiales no se comprenden completamente. Sin embargo, las sustancias de alto peso molecular girinidal y girinidiona son los componentes activos responsables del rechazo de los peces. ^{[ 10 ]} Los girínidos con norsesquiterpenos y volátiles están más protegidos contra la depredación por peces en comparación con aquellos que solo tienen norsesquiterpenos. Además, se demostró que los peces son más reacios a comer un escarabajo girínido que contiene compuestos volátiles. Se observó que la trucha arcoíris generalmente realizaba un lavado oral de los escarabajos girínidos capturados, pero invertía más esfuerzo en el lavado si el escarabajo iba a ser consumido. No realizaban este lavado con presas que les resultaban apetitosas, lo que indica que el lavado oral sirve como método para eliminar sustancias químicas nocivas de las presas potenciales. Sin embargo, los peces experimentados rechazaban más rápidamente los escarabajos girínidos que contenían compuestos volátiles en comparación con aquellos que no los contenían. Si resulta demasiado difícil eliminar las sustancias químicas, el pez no gasta energía en el lavado; en cambio, escupe la presa inmediatamente. Esto sugiere que los compuestos volátiles aumentan el sabor desagradable de los escarabajos girínidos. ^{[ 5 ]}

Una cuestión pendiente para futuras investigaciones es si G. minutus ha perdido la capacidad de producir sustancias de alarma volátiles, o si nunca la poseyó. La ausencia de producción en G. minutus podría indicar un estado original. Además, considerando el pequeño tamaño de G. minutus, la producción de volátiles podría ser menos ventajosa, ya que su menor tamaño probablemente lo convierte en una presa menos atractiva para los vertebrados. ^{[ 10 ]}