Gusano de harina

En los estudios, las larvas de T. molitor muestran un período de incubación de siete a ocho días y un período de tres a cuatro días para el primer estadio. Después del primer estadio, existe una variación significativa en el número de días de cada período de estadio, aunque esta variación puede deberse a la desnutrición o a patógenos . Antes de la emergencia, la mayoría de las larvas suelen pasar por 15 a 17 estadios, y muy pocas alcanzan los estadios 19 a 20. ^{[ 8 ]}

La longitud corporal de las larvas aumenta gradualmente con cada estadio sucesivo, alcanzando su longitud máxima en el estadio 17. A partir del estadio 17, la longitud corporal disminuye. La pupación ocurre después del estadio 14, y la mayoría de las larvas completan la pupación entre los estadios 15 y 17. Las larvas son blancas en el primer estadio y se vuelven gradualmente marrones después del segundo estadio. ^{[ 8 ]}

La descendencia producida por escarabajos más viejos tiene etapas larvarias más cortas que la producida por escarabajos más jóvenes. Las larvas de los escarabajos más viejos también muestran un rápido aumento de peso a una edad más temprana que las de padres jóvenes. A 25  °C, la etapa larvaria se acortó, el número de mudas larvarias disminuyó y la duración de la vida adulta disminuyó cuando la edad de los padres aumentó, en comparación con los escarabajos a 30  °C. ^{[ 9 ]} Otro estudio encontró que a 20°, 25° y 30  °C, la edad de los padres no tiene ningún efecto sobre la duración de la etapa de huevo, o los pesos de los huevos.

Sin embargo, la cantidad de huevos eclosionados disminuyó cuando aumentó la edad de los progenitores. Cuando los huevos se pusieron durante los dos primeros meses después de la emergencia, aproximadamente el 90% de los huevos eclosionaron. Cuando se pusieron después de cuatro meses, solo eclosionó alrededor del 50%. ^{[ 9 ]} Se encontró que las larvas de progenitores jóvenes crecen a un ritmo más lento, en comparación con las larvas producidas por los mismos progenitores nueve semanas antes. A 30  °C, no hubo otros efectos de la edad de los progenitores en las larvas. A 20° y 25  °C, las larvas de progenitores jóvenes requirieron significativamente más tiempo para completar el desarrollo y tuvieron más mudas en comparación con las larvas de los mismos progenitores después de haber envejecido un año más o más. La duración de la vida adulta disminuyó cuando aumentó la edad de los progenitores. ^{[ 9 ]}

La evidencia sugiere que en muchas especies animales, los rasgos sexuales secundarios reflejan la inmunocompetencia masculina, la capacidad del sistema inmunitario de un individuo para resistir y controlar patógenos o parásitos. Un estudio encontró que un único desafío inmunológico similar al de un parásito, creado mediante un implante de monofilamento de nailon en el escarabajo, redujo significativamente el atractivo sexual y la actividad locomotora de los machos, pero no afectó negativamente su supervivencia. Cuando se retiraron los insertos, la mayoría de los machos mostraron mayores respuestas de encapsulación del implante, aunque algunos de los machos parecían haber optado ya por una estrategia de inversión reproductiva terminal. ^{[ 13 ]} Y así, la mayoría de los machos invierten en su sistema inmunitario después del primer desafío.

Un segundo desafío inmunológico aumentó su atractivo, pero se observó que redujo significativamente la actividad locomotora de los machos e incrementó su mortalidad. Esto representa una compensación entre la producción de feromonas y la energía necesaria para actividades como la recuperación del sistema inmunológico y la actividad locomotora. ^{[ 13 ]}

Cuando se realizó una tercera implantación de desafío en los mismos machos, se observó una menor tasa de encapsulación de los implantes de nailon en los machos más atractivos que en los menos atractivos, lo que demuestra que los machos no hicieron ningún intento por fortalecer su sistema inmunitario. ^{[ 13 ]} Los resultados sugieren que los machos que se vuelven sexualmente atractivos después del segundo desafío inmunitario tienen una compensación, donde sacrifican la actividad locomotora y no invierten energía en la recuperación del sistema inmunitario. Esto demuestra que las hembras de escarabajos de la harina prefirieron consistentemente a los machos que invirtieron significativamente menos en la recuperación del sistema inmunitario, y que los machos no pueden asignar recursos simultáneamente para mejorar su salud o, en este caso, la recuperación de su sistema inmunitario, y para aumentar su atractivo sexual. ^{[ 13 ]}

Las feromonas son señales químicas que funcionan como atrayentes de pareja y transmiten información importante a posibles parejas. Para que una señal sea fiable, su producción debe ser costosa, lo que significa que probablemente tenga una expresión dependiente de las condiciones. Un estudio encontró que la preferencia de las hembras por las feromonas dependía del estado nutricional de los machos. Pasaban significativamente más tiempo con los machos que recibían alimento constante que con los que no lo recibían. ^{[ 14 ]} La actividad de la fenoloxidasa dependía del estado nutricional de los machos, siendo de dos a seis veces mayor en los machos con alimento constante que en los que no lo recibían. Sin embargo, las condiciones nutricionales no tuvieron efecto en la tasa de encapsulación de los machos. ^{[ 14 ]}

Cuando recibían alimento constante, la masa corporal inicial de los machos no presentaba correlación con la actividad de la fenoloxidasa ni con la tasa de encapsulación. Esto demuestra que el atractivo mediado por feromonas y la inmunocompetencia, medida mediante la actividad de la fenoloxidasa en los machos, dependían de la condición física, ya que ambas disminuían con el estrés nutricional. Esto sugiere que existe una compensación entre la asignación de recursos y energía a la producción de feromonas y la inmunocompetencia, y que la producción de feromonas son rasgos sexuales que dependen de la condición física. ^{[ 14 ]}

Cuando los gusanos de la harina se alimentan de heces de roedores infectados, pueden consumir los huevos de la tenia parásita Hymenolepis diminuta . Los escarabajos machos infectados pagan un costo reproductivo mayor que las hembras. T. molitor muestra inmunidad conductual cuando se expone a H. diminuta , lo que se evidencia en cómo los machos infectados desarrollan un comportamiento de evitación de las heces que albergan la tenia, lo que disminuye su probabilidad de entrar en contacto con ella en el futuro. ^{[ 15 ]} Las hembras de los escarabajos de la harina desarrollan una resistencia cualitativa a través de la selección de pareja, ya que pueden evaluar la inmunocompetencia de los machos mediante la señalización de feromonas, lo que les permite elegir a los machos inmunológicamente más aptos como parejas. Esto también reduce la probabilidad de que las hembras sean infectadas por sus parejas y puede hacer que transmitan un mayor nivel de inmunocompetencia a su descendencia. ^{[ 15 ]}

Otra forma en que los gusanos de la harina pueden mostrar inmunidad conductual es cómo toleran las infecciones limitando los efectos negativos en su éxito reproductivo. Por ejemplo, los escarabajos de la harina toleran una gran cantidad de cisticercoides de H. diminuta a expensas de su propia aptitud y longevidad. Pero los machos producen espermatóforos mejorados que contienen regalos nupciales superiores que se transmitirán a las hembras con las que se aparean, aumentando la fecundidad femenina y provocando que se fertilice un mayor número de huevos. ^{[ 15 ]}

El color de la cutícula (pigmentación de la cutícula ) es un componente hereditario y varía de marrón claro a negro. En el escarabajo de la harina, la evidencia sugiere que la variación poblacional en el color de la cutícula está relacionada con la resistencia a los patógenos, ya que los individuos más oscuros son más resistentes a ellos. Un estudio encontró que dos parámetros inmunitarios relacionados con la resistencia, la densidad de hemocitos y la actividad de la fenoloxidasa antes del desafío inmunitario, fueron significativamente mayores en las líneas de selección de escarabajos negros en comparación con las líneas marrones. Una mayor densidad de hemocitos probablemente indica una respuesta inmunitaria intensificada. ^{[ 16 ]}

No se observaron efectos del género en los rasgos inmunitarios. El color de la cutícula depende de la producción de melanina, que requiere fenoloxidasa, una enzima presente en su forma inactiva dentro de los hemocitos. Esto explica por qué los insectos más oscuros tienen una respuesta inmunitaria más elevada y son más resistentes a los patógenos que invaden el hemocele a través de la cutícula. Sin embargo, no hubo diferencias significativas en la actividad antibacteriana de la hemolinfa entre las líneas negras y marrones, lo que se explica por el hecho de que los péptidos antimicrobianos son producidos por los hemocitos, pero no participan en el oscurecimiento de la cutícula. ^{[ 16 ]}

En T. molitor, el grado de melanización cuticular es un fuerte indicador de resistencia al hongo entomopatógeno Metarhizium anisopliae , lo que podría explicarse por la cutícula más gruesa y menos porosa que presentan los insectos más oscuros en comparación con los más claros. Sin embargo, parece haber compensaciones subyacentes que impiden la fijación del fenotipo más oscuro, como lo demuestra la plasticidad de los fenotipos de melanización en respuesta a la densidad de población, que puede contribuir a la ausencia de predominio de individuos más oscuros entre las poblaciones de T. molitor . ^{[ 15 ]}

Debido a que las defensas inmunitarias contra parásitos y patógenos requieren recursos metabólicos, la restricción alimentaria puede afectar la función inmunitaria de T. molitor. En los escarabajos adultos de T. molitor , la actividad de la fenoloxidasa puede reducirse a la mitad durante la privación de alimento a corto plazo, pero regresa rápidamente a los niveles originales cuando los escarabajos vuelven a tener acceso a la comida. ^{[ 15 ]} Las larvas de T. molitor pueden comer cinco veces más alimento por día de lo habitual después de un desafío inmunitario, para compensar la pérdida calórica de la respuesta inmunitaria. Estas larvas desafiadas por el sistema inmunitario muestran una pérdida de peso significativa cuando se alimentan con dietas ricas en proteínas o carbohidratos, pero muestran pesos estables cuando se les administran dietas ricas en proteínas y carbohidratos. ^{[ 15 ]}

Las larvas sanas de T. molitor suelen preferir dietas con una menor proporción de proteínas respecto a carbohidratos, pero cambian a alimentos con mayor contenido proteico tras un desafío inmunitario con bacterias. Esto provoca una mayor circulación de hemocitos y una mayor actividad antibacteriana en la hemolinfa, lo que probablemente maximiza la resistencia contra la infección bacteriana. Sin embargo, la actividad de la fenoloxidasa no se ve afectada por este cambio en la elección de la dieta. ^{[ 15 ]}

Un estudio reveló que los efectos del desequilibrio nutricional en la composición corporal se atenuaban con la posterior selección de alimentos complementarios. Esto demuestra que los escarabajos de la harina son capaces de compensar los desequilibrios nutricionales y que la forma en que se restablece el equilibrio nutricional depende del nutriente que inicialmente es deficiente en su alimentación. ^{[ 17 ]} Por ejemplo, si los escarabajos habían sido alimentados previamente con una dieta rica en proteínas y deficiente en carbohidratos, preferirían los carbohidratos a las proteínas; mientras que los escarabajos alimentados con una dieta rica en carbohidratos y deficiente en proteínas, preferirían claramente una dieta rica en proteínas. Se observó que los escarabajos T. molitor que se autoseleccionaban se recuperaban de la deficiencia de carbohidratos o proteínas en seis días mediante la selección de la dieta complementaria. ^{[ 17 ]}

Los gusanos de la harina se utilizan habitualmente como alimento para reptiles , peces , aves y algunos pequeños mamíferos en cautiverio . También se les proporcionan a las aves silvestres en comederos , especialmente durante la época de anidación. Los gusanos de la harina son útiles por su alto contenido proteico. Además, se utilizan como cebo para la pesca . ^{[ 19 ]}

Se comercializan a granel y suelen encontrarse en envases con salvado o avena como alimento. Los productores comerciales incorporan una hormona juvenil en el proceso de alimentación para mantener al gusano de la harina en la etapa larvaria y lograr una longitud anormal de 2  cm o más. ^{[ 20 ]}

El gusano de la harina se ha investigado como un ingrediente potencial en la alimentación animal debido a su alto contenido proteico y perfil de aminoácidos equilibrado, lo que lo hace nutricionalmente adecuado como sustituto de fuentes proteicas convencionales como la harina de pescado o la harina de soja. ^{[ 21 ]} Aunque se pueden criar en espacios pequeños aptos para la producción industrial, los estudios de evaluación del ciclo de vida han demostrado que la proteína del gusano de la harina tiene un rendimiento inferior al de la proteína de la harina de soja o de pescado en términos de uso de energía, emisiones de gases de efecto invernadero, acidificación y eutrofización. ^{[ 22 ]}

Los gusanos de la harina son comestibles para los humanos y se procesan en diversos productos alimenticios disponibles en tiendas de alimentos, incluidas las hamburguesas de insectos. ^{[ 23 ]} Sin embargo, la mayoría de los alimentos a base de insectos se limitan a bocadillos y barras de proteínas, que no pretenden reemplazar el consumo tradicional de carne. ^{[ 24 ]}

Debido a su alto contenido en proteínas y grasas, así como a su gran cantidad de fibra, representan una buena fuente de alimento para los humanos. Son ricos en ácido oleico , que puede disminuir los niveles de lipoproteínas de baja densidad (LDL) y aumentar los de lipoproteínas de alta densidad (HDL) en la sangre. ^{[ 8 ]}

Históricamente, los gusanos de la harina se han consumido en muchos países asiáticos, especialmente en el sudeste asiático. Allí, se encuentran comúnmente en los mercados de alimentos y se venden como comida callejera junto con otros insectos comestibles. En los últimos tiempos, los gusanos de la harina horneados o fritos se han comercializado como un refrigerio saludable, aunque su consumo se remonta a siglos atrás. ^{[ 3 ]} Sin embargo, investigaciones recientes han revelado que las actitudes culturales y el rechazo generalizado hacia el consumo de insectos, sobre todo en los países occidentales, hacen improbable que estos reemplacen significativamente la carne en la dieta humana. ^{[ 25 ]}

En mayo de 2017, los gusanos de la harina fueron aprobados como alimento en Suiza. ^{[ 26 ]} En junio de 2021, los gusanos de la harina secos fueron autorizados como nuevo alimento en la Unión Europea , ^{[ 27 ]} después de que la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria evaluara que las larvas eran seguras para el consumo humano. ^{[ 28 ] [ 29 ]}

Las larvas de gusano de la harina contienen un contenido nutricional significativo. ^{[ 19 ]} Cada 100 gramos de larvas de gusano de la harina crudas contienen 206 kilocalorías y entre 14 y 25 gramos de proteína. ^{[ 30 ]} Las larvas de gusano de la harina contienen niveles de potasio, cobre, sodio, selenio, hierro y zinc que rivalizan con los de la carne de res. Los gusanos de la harina contienen ácidos linoleicos esenciales. Tienen un mayor contenido de vitaminas por peso en comparación con la carne de res, sin incluir la B12 . ^{[ 30 ] [ 31 ]}

Los gusanos de la harina se pueden criar fácilmente con avena fresca, salvado de trigo o grano, utilizando rodajas de patata, zanahoria o manzana como fuente de humedad. El poco espacio que requieren para su cría los ha hecho relevantes para la producción industrial a gran escala. ^{[ 32 ]} Sin embargo, la cría de gusanos de la harina presenta muchos desafíos, incluyendo la obstrucción de la maquinaria causada por las larvas extremadamente grasas de Tenebrio molitor, como se observó en las operaciones a escala industrial de Ynsect. ^{[ 33 ]}

Algunas evidencias sugieren que T. molitor puede representar un riesgo para la salud, ya que los humanos y los animales pueden consumir los huevos y las larvas del escarabajo con alimentos a base de granos. Aunque generalmente se digieren o se excretan con las heces, a veces pueden sobrevivir y vivir en el tracto digestivo . Los primeros casos de larvas de T. molitor en órganos humanos datan del siglo XIX, donde se observó su presencia en el tracto gastrointestinal , incluyendo el estómago y los intestinos . ^{[ 34 ]} Hubo otros casos, como una infestación ulcerosa reportada por T. molitor en un paciente con SIDA y una cantariasis urinaria preocupante en un niño de diez años en Irán en 2019, que fue el último caso humano reportado de cantariasis causada por T. molitor . Sin embargo, hay muy pocos casos reportados de larvas vivas en animales, y no hay informes de cantariasis gastrointestinal en animales de granja. ^{[ 34 ]}

Antes de su introducción generalizada como ingrediente alimentario, se realizó un estudio que analizaba los resultados de pacientes en Polonia para detectar la presencia de anticuerpos IgE específicos contra el gusano de la harina. Se detectó sensibilización al gusano de la harina en el 4,3 % de los pacientes, siendo la monosensibilización poco frecuente y afectando al 0,7 % de este grupo. Se determinó que la presencia de anticuerpos contra el gusano de la harina suele coexistir con la sensibilización a otros insectos comestibles, como el grillo doméstico y la langosta migratoria, así como a las tropomiosinas de los camarones y los ácaros del polvo doméstico. La sensibilización primaria o cruzada puede variar en diferentes poblaciones según los hábitos alimentarios o la zona geográfica. ^{[ 35 ]}

En 2015, se descubrió que 100 gusanos de la harina pueden degradar el poliestireno en materia orgánica utilizable a una tasa de aproximadamente 34–39 miligramos por día. No se encontró diferencia entre los gusanos de la harina alimentados solo con espuma de poliestireno y los alimentados con alimentos convencionales, durante el mes que duró el experimento. ^{[ 36 ]} Los microorganismos dentro del intestino del gusano de la harina son responsables de la degradación del poliestireno, lo cual se demostró al reducir la propiedad de degradación cuando se les administró gentamicina a los gusanos de la harina . ^{[ 37 ]} Sin embargo, se ha demostrado que las colonias aisladas de microbios intestinales del gusano de la harina son menos eficientes en la degradación que las bacterias dentro del intestino. ^{[ 37 ]}