Científicos plantean que el zumbido de los mosquitos en vuelo guía su emparejamiento

* Este contenido fue producido por expertos del Instituto Weizmann de Ciencias, uno de los centros más importantes del mundo de investigación básica multidisciplinaria en el campo de las ciencias naturales y exactas, situado en la ciudad de Rejovot, Israel.

En un enjambre de mosquitos que parece flotar en el aire, las parejas de insectos se vuelven inseparables por un tiempo. Vuelan juntos por el enjambre, como si estuvieran conectados por un lazo invisible, y oscilan uno alrededor del otro como una pareja de bailarines.

Los científicos se han preguntado sobre esta peculiar pareja: ¿Son estos mosquitos quizás dos rivales observándose mutuamente? ¿O, por el contrario, dos aliados uniendo fuerzas? ¿O es un macho acercándose a otro mosquito para ver si, por casualidad, es una hembra la que se unió por error al enjambre de machos? Investigadores del Instituto Weizmann de Ciencias, en colaboración con científicos de Estados Unidos, han demostrado que la pareja probablemente no tenga nada que ver con las preferencias sociales de los mosquitos.

Que se formen parejas de insectos dentro del enjambre es sorprendente, considerando lo caótico que es un enjambre y la velocidad a la que vuelan los mosquitos: unos 10 centímetros por segundo. Sin embargo, científicos de la Universidad de Stanford, que habían observado el apareamiento en el enjambre experimental de mosquitos no picadores, Chironomus riparius, en su laboratorio, observaron que algunas parejas cruzaban todo el enjambre de lado a lado hasta ocho veces.

En un trabajo anterior, el profesor Nir Gov y el investigador postdoctoral doctor Dan Gorbonos del Departamento de Física Química y Biológica del Instituto Weizmann desarrollaron un modelo físico para explicar la formación de un enjambre de insectos.

Propusieron que los insectos se atraen entre sí por el zumbido que emiten al volar y que tienden a acelerarse entre sí proporcionalmente a la intensidad del zumbido.

Los investigadores también asumieron que, como es común en los sistemas biológicos sensoriales, los insectos adaptan continuamente su sensibilidad al ruido: se desensibilizan al zumbido de fondo ruidoso en el centro de la “fiesta”, mientras que su sensibilidad aumenta en los bordes del enjambre, donde el zumbido es más débil. Dado que su modelo implica estos dos factores (adaptación y una especie de atracción gravitatoria que puede operar a distancias relativamente largas), los científicos lo denominan una especie de “gravedad adaptativa”.

En el nuevo estudio, Gov y Gorbonos aplicaron su modelo para ver si podía explicar el fenómeno del emparejamiento. Tras analizar las trayectorias de los mosquitos registradas por las cámaras de Stanford, concluyeron que el emparejamiento se explica por una interacción entre los dos factores que influyen en el zumbido: atracción y adaptación.

Cuando los mosquitos revolotean cerca del centro del enjambre, el ruido a su alrededor es tan intenso y, en consecuencia, su sensibilidad tan baja, que no prestan suficiente atención al zumbido de los individuos a su alrededor.

Pero si dos mosquitos vuelan juntos lejos del centro del enjambre, su sensibilidad aumenta gradualmente, por lo que, en algún momento, el zumbido que perciben mutuamente se vuelve más intenso que el ruido de fondo del enjambre, atrayéndolos, lo que los impulsa a formar una pareja estrecha.

Una vez que se establece esta atracción, pueden permanecer tan cerca que el zumbido mutuo se percibe más fuerte que el ruido general, y permanecen emparejados hasta que este delicado equilibrio se rompe. Basándose en estos principios, los científicos predijeron correctamente las trayectorias de las parejas de mosquitos únicamente mediante modelos físicos, sin necesidad de invocar ninguna motivación biológica potencial para el comportamiento de los insectos.

Además de explicar un fenómeno intrigante observado en insectos, estos hallazgos podrían aplicarse al comportamiento colectivo en otros sistemas biológicos, como bandadas de aves o grupos de bacterias o células. Los hallazgos también podrían resultar útiles en entornos no biológicos, por ejemplo, para predecir posibles interacciones dentro de grupos de robots o drones.

Los autores del estudio incluyeron al doctor Kasper van der Vaart, el doctor Michael Sinhuber y el profesor Nicholas T. Ouellette de la Universidad de Stanford, y el Prof. James G. Puckett del Gettysburg College.

La investigación del profesor Nir Gov cuenta con el apoyo del Instituto Ilse Katz de Ciencias de los Materiales e Investigación en Resonancia Magnética y de la Familia Harold Perlman. El profesor Gov ocupa la Cátedra de Biofísica Lee y William Abramowitz.