Algunas mariposas monarca no migran

Los monarcas son mejor conocidos por su increíble migración a larga distancia desde el norte de Canadá a sus tierras de invernada en México. ¿Pero sabías que estas mariposas monarca de América del Norte son las únicas que migran?

Mariposas monarca (Danaus plexippus) también viven en América Central y del Sur, en el Caribe, en Australia e incluso en partes de Europa y Nueva Guinea. Pero todos estos monarcas son sedentarios, lo que significa que se quedan en un lugar y no migran.

Los científicos han planteado la hipótesis de que los monarcas migratorios de América del Norte descendían de una población sedentaria, y que este grupo de mariposas desarrolló la capacidad de migrar. Pero un estudio genético reciente sugiere que lo contrario puede ser cierto.

Investigadores de la Universidad de Chicago mapearon el genoma de la monarca, y creen que han identificado el gen responsable del comportamiento migratorio en las mariposas de América del Norte. Los científicos compararon más de 500 genes en mariposas monarca migratorias y no migratorias, y descubrieron un solo gen que es constantemente diferente en las dos poblaciones de monarcas. Un gen conocido como colágeno IV α-1, que participa en la formación y función de los músculos de vuelo, se expresa a niveles muy reducidos en las monarcas migratorias. Estas mariposas consumen menos oxígeno y tienen tasas metabólicas más bajas durante los vuelos, lo que las hace más eficientes. Están mejor equipados para viajes de larga distancia que sus primos sedentarios. Las monarcas no migratorias, según los investigadores, vuelan más rápido y con más fuerza, lo que es bueno para vuelos a corto plazo, pero no para un viaje de varios miles de millas.

El equipo de la Universidad de Chicago también utilizó este análisis genético para observar la ascendencia del monarca, y concluyó que la especie en realidad se originó con la población migratoria en América del Norte. Creen que los monarcas se dispersaron por los océanos hace miles de años, y cada nueva población perdió su comportamiento migratorio de forma independiente.

_Fuentes:

• _{Mariposa Monarca, Danaus plexippus Linnaeus, por Andrei Sourakov, Universidad de Florida, Extensión IFAS. Consultado en línea el 8 de junio de 2015.}
• _{Secretos genéticos de la mariposa monarca revelados, University of Chicago Medicine, 2 de octubre de 2014. Consultado en línea el 8 de junio de 2015.}

Los voluntarios, ciudadanos comunes con interés en las mariposas, han aportado gran parte de los datos que ayudaron a los científicos a aprender cómo y cuándo migran las monarcas en América del Norte. En la década de 1940, el zoólogo Frederick Urquhart desarrolló un método para etiquetar mariposas monarcas al pegar una pequeña etiqueta adhesiva en el ala. Urquhart esperaba que al marcar las mariposas, él tendría una manera de seguir sus viajes. Él y su esposa Nora etiquetaron a miles de mariposas, pero pronto se dieron cuenta de que necesitarían mucha más ayuda para etiquetar suficientes mariposas para proporcionar datos útiles.

En 1952, los Urquharts reclutaron a sus primeros científicos ciudadanos, voluntarios que ayudaron a etiquetar y liberar miles de mariposas monarcas. A las personas que encontraron mariposas marcadas se les pidió que enviaran sus hallazgos a Urquhart, con detalles sobre cuándo y dónde se encontraron los monarcas. Cada año, reclutaron más voluntarios, que a su vez etiquetaron más mariposas, y lentamente, Frederick Urquhart comenzó a mapear los caminos migratorios que los monarcas siguieron en el otoño. ¿Pero a dónde iban las mariposas?

Finalmente, en 1975, un hombre llamado Ken Brugger llamó a los Urquharts de México para informar sobre el avistamiento más importante hasta la fecha. Millones de mariposas monarcas se reunieron en un bosque en el centro de México. Varias décadas de datos recopilados por voluntarios habían llevado a los Urquharts a los lugares de invernada previamente desconocidos de las mariposas monarcas.

Si bien hoy continúan varios proyectos de marcado, también hay un nuevo proyecto de ciencia ciudadana que tiene como objetivo ayudar a los científicos a aprender cómo y cuándo regresan los monarcas en la primavera. A través de Journey North, un estudio basado en la web, los voluntarios informan la ubicación y la fecha de sus primeros avistamientos de monarcas en los meses de primavera y verano.

¿Está interesado en ser voluntario para recopilar datos sobre la migración de la monarca en su área? Descubre más: Voluntario con un Proyecto de Ciencia Ciudadana Monarca.

_Fuentes:

• _{Dr. Fred Urquhart - In Memoriam, Monarch Watch, Universidad de Kansas. Consultado en línea el 8 de junio de 2015.}
• _{Etiquetar monarcas, Monarch Watch, Universidad de Kansas. Consultado en línea el 8 de junio de 2015.}
• _{Las migraciones de otoño de las mariposas monarca en el este de América del Norte reveladas por científicos ciudadanos, Elizabeth Howard y Andrew K. Davis, Journal of Insect Conservation, 2008. (PDF) Acceso en línea el 8 de junio de 2015.}
• _{Documentando los movimientos de primavera de las mariposas monarcas con Journey North, una ciencia ciudadana Programa, por Elizabeth Howard y Andrew K. Davis En Monarch Butterfly Biology & Conservation, por Karen Suzanne Oberhauser y Michelle J. Solensk.}

El descubrimiento de a dónde iban las mariposas monarcas cada invierno inmediatamente planteó una nueva pregunta: cómo Por qué una mariposa encuentra su camino hacia un bosque remoto, a miles de kilómetros de distancia, si nunca ha estado allí? ¿antes de?

En 2009, un equipo de científicos de la Universidad de Massachusetts desentrañó parte de este misterio cuando mostraron cómo una mariposa monarca usa sus antenas para seguir al sol. Durante décadas, los científicos creyeron que los monarcas deben seguir al sol para encontrar su camino hacia el sur, y que las mariposas estaban ajustando su dirección a medida que el sol cruzaba el cielo desde el horizonte hasta horizonte.

Las antenas de insectos se habían entendido durante mucho tiempo como receptores para señales químicas y táctiles. Pero los investigadores de UMass sospecharon que también podrían desempeñar un papel en cómo los monarcas procesaron las señales de luz cuando migraban. Los científicos colocaron mariposas monarca en un simulador de vuelo y retiraron las antenas de un grupo de mariposas. Mientras las mariposas con antenas volaban hacia el suroeste, como de costumbre, los monarcas sin antenas se desviaron violentamente.

Luego, el equipo investigó el reloj circadiano en el cerebro del monarca, los ciclos moleculares que responden a los cambios en luz solar entre la noche y el día, y descubrí que seguía funcionando normalmente, incluso después de la extracción de la mariposa antenas Las antenas parecían interpretar señales de luz independientes del cerebro.

Para confirmar esta hipótesis, los investigadores nuevamente dividieron a las monarcas en dos grupos. Para el grupo de control, recubrieron las antenas con esmalte transparente que aún permitiría que la luz penetrara. Para la prueba o grupo variable, usaron pintura de esmalte negro, bloqueando efectivamente las señales de luz para que no lleguen a las antenas. Como se predijo, los monarcas con antenas disfuncionales volaron en direcciones aleatorias, mientras que aquellos que aún podían detectar la luz con sus antenas mantuvieron el rumbo.

Pero tenía que haber algo más que simplemente seguir al sol, porque incluso en días extremadamente nublados, los monarcas continuaron volando hacia el suroeste sin falta. ¿Podrían las mariposas monarca también seguir el campo magnético de la Tierra? Los investigadores de UMass decidieron investigar esta posibilidad, y en 2014, publicaron los resultados de su estudio.

Esta vez, los científicos pusieron simuladores de vuelo de las mariposas monarca con campos magnéticos artificiales, para que pudieran controlar la inclinación. Las mariposas volaron en su dirección habitual hacia el sur, hasta que los investigadores invirtieron la inclinación magnética, luego las mariposas dieron una vuelta y voló hacia el norte.

Un último experimento confirmó que esta brújula magnética dependía de la luz. Los científicos utilizaron filtros especiales para controlar las longitudes de onda de la luz en el simulador de vuelo. Cuando los monarcas fueron expuestos a la luz en el rango espectral ultravioleta A / azul (380 nm a 420 nm), permanecieron en su curso sur. La luz en el rango de longitud de onda por encima de 420 nm hizo que los monarcas volaran en círculos.

_Fuente:

• _{Relojes circadianos antenas coordinan la orientación de la brújula solar en mariposas monarca migratoriasChristine Merlin, Robert J. Gegear y Steven M. Reppert, Ciencias 25 de septiembre de 2009: vol. 325. Consultado en línea el 8 de junio de 2015.}
• _{Mariposa 'GPS' encontrado en antenas, por Judith Burns, BBC News, 25 de septiembre de 2009. Consultado en línea el 8 de junio de 2015.}
• _{Los científicos muestran que las mariposas monarca emplean una brújula magnética durante la migración, por Jim Fessenden, UMass Medical Schools, 24 de junio de 2014. Consultado en línea el 8 de junio de 2015.}

Gracias a décadas de etiquetado de registros y observaciones por parte de investigadores y entusiastas de las monarcas, sabemos bastante sobre cómo las monarcas manejan tal migración larga caída.

En marzo de 2001, se recuperó una mariposa marcada en México y se informó a Frederick Urquhart. Urquhart revisó su base de datos y descubrió que este vigoroso monarca macho (etiqueta # 40056) fue etiquetado originalmente en Grand Manan Island, New Brunswick, Canadá, en agosto de 2000. Este individuo voló un récord de 2,750 millas, y fue la primera mariposa marcada en esta área de Canadá que se confirmó que completó el viaje a México.

¿Cómo vuela un monarca a una distancia tan increíble con alas tan delicadas? Los monarcas migratorios son expertos en volar, dejando que los vientos de cola prevalecientes y los frentes fríos hacia el sur los empujen a lo largo de cientos de millas. En lugar de gastar energía agitando sus alas, costean las corrientes de aire, corrigiendo su dirección según sea necesario. Los pilotos de aviones planeadores han informado que comparten los cielos con monarcas a una altitud de hasta 11,000 pies.

Cuando las condiciones son ideales para elevarse, las monarcas migratorias pueden permanecer en el aire hasta 12 horas por día, cubriendo distancias de hasta 200-400 millas.

_Fuentes:

• _{"Mariposa monarca, Danaus plexippus L. (Lepidoptera: Danaidae) ", de Thomas C. Emmel y Andrei Sourakov, Universidad de Florida. Enciclopedia de entomología, 2^{Dakota del Norte} edición, editada por John L. Capinera}
• _{Monarch Tag & Release, Sitio web del Museo de Virginia Living. Consultado en línea el 8 de junio de 2015.}
• _{La migración monarca más larga: el vuelo récord, Viaje al norte. Consultado en línea el 8 de junio de 2015.}

Uno podría pensar que una criatura que vuela varios miles de millas gastaría una gran cantidad de energía en haciendo eso, y por lo tanto llegar a la línea de meta considerablemente más ligero que cuando comenzó su viaje, ¿Correcto? No es así para la mariposa monarca. Las monarcas en realidad aumentan de peso durante su larga migración hacia el sur, y llegan a México con aspecto regordete.

Un monarca debe llegar al hábitat de invernada de México con suficiente grasa corporal para sobrevivir el invierno. Una vez establecido en el bosque de oyumel, el monarca permanecerá inactivo durante 4-5 meses. Además de un breve y breve vuelo para beber agua o un poco de néctar, el monarca pasa el invierno junto a millones de otras mariposas, descansando y esperando la primavera.

Entonces, ¿cómo gana peso una mariposa monarca durante un vuelo de más de 2,000 millas? Conservando energía y alimentando tanto como sea posible en el camino. Un equipo de investigación dirigido por Lincoln P. Brower, un experto en monarcas de renombre mundial, ha estudiado cómo los monarcas se alimentan para la migración y el invierno.

Como adultos, las monarcas beben néctar de flores, que es esencialmente azúcar, y lo convierten en lípidos, que proporcionan más energía por peso que el azúcar. Pero la carga de lípidos no comienza con la edad adulta. Las orugas monarca se alimentan constantemente, y acumulan pequeñas reservas de energía que sobreviven en gran medida a la pupación. Una mariposa recién emergida ya tiene algunas reservas de energía iniciales sobre las cuales construir. Los monarcas migrantes construyen sus reservas de energía aún más rápido, ya que están en un estado de diapausa reproductiva y no están gastando energía en el apareamiento y la cría.

Las monarcas migratorias se acumulan antes de comenzar su viaje hacia el sur, pero también hacen paradas frecuentes para alimentarse en el camino. Otoño fuentes de néctar son extremadamente importantes para el éxito de su migración, pero no son particularmente exigentes con respecto a dónde se alimentan. En el este de los Estados Unidos, cualquier prado o campo en flor funcionará como una estación de combustible para las monarcas migratorias.

Brower y sus colegas han señalado que la conservación de las plantas de néctar en Texas y el norte de México puede ser crucial para mantener la migración de la monarca. Las mariposas se reúnen en esta región en grandes cantidades, alimentándose para aumentar sus reservas de lípidos antes de completar la etapa final de la migración.

_Fuentes:

• _{"Mariposa monarca, Danaus plexippus L. (Lepidoptera: Danaidae) ", de Thomas C. Emmel y Andrei Sourakov, Universidad de Florida. Enciclopedia de entomología, 2^{Dakota del Norte} edición, editada por John L. Capinera}
• _{Alimentando la migración de otoño de la mariposa monarcaLincoln P. Brower, Linda S. Fink y Peter Walford, Biología Integrativa y ComparativaVol. 46, 2006. Consultado en línea el 8 de junio de 2015.}