Introducción
La clase Insecta contiene una gran diversidad específica, con más de 1.000.000 de especies descritas distribuidas en 32 órdenes (Virgilio et al. 2010; Pacheco et al. 2014). Los sistemas genéticos de determinación del sexo en insectos son heterogéneos y es posible distinguir tres tipos básicos: con machos diploides (diplodiploidía), con machos haploides (haplodiploidía) y aquel que puede ocurrir sin machos o telitoquía (Normark 2003). Asimismo, los insectos presentan un amplio rango de números cromosómicos. Ejemplo de ello, pueden ser los himenópteros, para los cuales se citan números cromosómicos muy bajos, 2n = 2 y n = 1 (♀ / ♂, respectivamente) en Myrmecia pilosula F. Smith, 1858 y M. croslandi Taylor, 1991 y, asimismo, tan altos como 2n = 120 en Dinoponera lucida Emery, 1901 (Crosland y Crozier 1986; Mariano et al. 2011).
En el presente trabajo, se realizaron estudios citogenéticos a 15 especies de importancia económica pertenecientes a los órdenes Coleoptera, Dermaptera, Diptera y Neuroptera, los cuales pueden actuar en los cultivos agrícolas como insectos beneficiosos o perjudiciales, en el primer caso como controladores biológicos de plagas en su rol de depredadores y en la última instancia como insectos fitófagos (Brindle y Quintero Arias 1992; Mariani 1996, 1998; Romero Sueldo y Virla 2005, 2009; Romero Sueldo et al. 2005, 2010; Andrada et al. 2012).
Tomando en cuenta el gran número de especies de insectos en la naturaleza, la variación existente en sus sistemas genéticos de determinación del sexo y el hecho de que los recuentos cromosómicos conocidos hasta el momento son muy escasos, se planteó como objetivo analizar citogenéticamente las especies que habitan Argentina, principalmente el noroeste argentino (NOA) dando a conocer el número gamético y/o somático y sistema sexual en 15 especies. El presente reporte es el primero de una serie periódica, destinada a estudiar las características cromosómicas de los insectos de Argentina con escasa o carente de información citogenética, tanto para especies con importancia económica como para las que actualmente no son consideradas económicamente valorables.
Materiales y métodos
El material de estudio se recolectó con red entomológica (salvo Euxesta eluta (Loew, 1868)) en poblaciones naturales y/o en zonas de cultivos (campo de maíz y cítricos), de las provincias de Corrientes y Tucumán, Argentina (Tabla 1). El material de Euxesta eluta proviene de la cámara de cría perteneciente al laboratorio de la cátedra de Biología celular (Facultad de Ciencias Naturales e I.M.L.) y fue cedido por la Dra. M. G. Murúa.
Taxón | 2n | n | Cromosomas sexuales | Sitios de muestreo/Localidades | Antecedentes bibliográficos |
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Orden Neuroptera. Familia Chrysopidae | |||||
Ceraeochrysa cincta (Schneider, 1851) | 6 | XY | ARGENTINA: Prov. Corrientes, Dpto. Bella Vista, 30-VIII-2012, 28º26’51ˮS, 58º58’59ˮO. | Lopes (2012) | |
12 | XY | BRASIL: Prov. San Pablo, Dpto. Jaboticabal | |||
C. paraguaria (Navás, 1920) | 6 | XY | ARGENTINA: Prov. Tucumán, Dpto. Tafí Viejo, 15-II-2010, 26º43’29ˮS, 65º16’47ˮO. | ||
Chrysoperla argentina (González Olazo & Reguilón, 2002) | 6 | XY | ARGENTINA: Prov. Tucumán, Dpto. Capital, Jardín Botánico de la F.M.L. | Andrada et al. (2012) | |
6 | XY | ARGENTINA: Prov. Tucumán, Dpto. Leales, 15-IV-2006. | |||
C. asoralis (Banks, 1915) + | 6 | XY | ARGENTINA: Prov. La Rioja, Dpto. Capital, 2-IV-2011, 29º25’42ˮS, 66º52’05ˮO. | ||
C. externa (Hagen, 1861) | 6 | XY | ARGENTINA: Prov. Tucumán, Dpto. Burruyacú, 6-III-2009. | Andrada et al. (2012) | |
6 | XY | ARGENTINA: Prov. Tucumán, Dpto. Burruyacú, 8-III-2007 | |||
Leucochrysa cruentata (Schneider, 1851) | 8 | XY | ARGENTINA: Prov. Corrientes, Dpto. Bella Vista, 30-VIII-2012, 28º26’51ˮS, 58º58’59ˮO. | Lopes (2012) | |
16 | XY | BRASIL: Prov. San Pablo, Dpto. Jaboticabal | |||
Plesiochrysa elongata (Navás, 1913) | 6 | XX:XY | ARGENTINA: Prov. Tucumán, Dpto. Capital, 5-III-2010. | ||
Orden Coleoptera. Familia Coccinellidae | |||||
Cycloneda sanguinea (Linnaeus, 1763) | 10 | Xyp | ARGENTINA: Prov. Tucumán, Dpto. Lules, X-2011, 26º51’01ˮS, 65º17’02ˮO. | Maffei et al. (2004) | |
20 | 10 | Xyp | BRASIL: Prov. Minas Gerais, Dpto. Amoras | ||
Eriopis connexa (Germar, 1824) | 10 | Xyp | ARGENTINA: Prov. Tucumán, Dpto. Lules, X-2011, 26º51’01ˮS, 65º17’02ˮO. BRASIL: Prov. Minas Gerais, Dpto. Amoras | Maffei et al. (2000); Maffei et al. (2001) | |
20 | 10 | Xyp | |||
Harmonia axyridis (Pallas, 1772) | 16 16 | 8 | Xyp Xyp XX | ARGENTINA: Prov. Tucumán, Dpto. Lules, IV-2012, 26º51’01ˮS, 65º17’02ˮO. JAPÓN: Prov. Honshu, Dpto. Machida-shi. | Hoshiba y Niijima (1987) |
Hippodamia convergens (Guerin-Meneville, 1842) * | 10 | Xyp | ARGENTINA: Prov. Tucumán, Dpto. Lules, IV-2012, 26º51’01ˮS, 65º17’02ˮO. | ||
Familia Melyridae | |||||
Astylus atromaculatus (Blanchard, 1843) | 9 | Xyp | ARGENTINA: Prov. Tucumán, Dpto. Trancas. 10-IV-2014, 26º32’02ˮ S, 65º17’25ˮ O. | ||
Orden Dermaptera. Familia Forficulidae | |||||
Doru lineare (Eschs, 1822) | 10 | XY | ARGENTINA: Prov. Tucumán, Dpto. Trancas. 26º32’02ˮS, 65º17’25ˮO. | Andrada et al. (2016) | |
20 | XY | ARGENTINA: Prov. Tucumán, Dpto. Tafí Viejo, El Cadillal, 26°40’48ˮS, 65°16’00ˮO. Dpto. Lules, El Manantial 26º49’50ˮS, 65º16’59ˮO | |||
D. luteipes (Scudder, 1876) + | 20 | XY | ARGENTINA: Prov. Tucumán, Dpto. Yerba Buena. 6-VII-2017. | ||
Orden Diptera. Familia Ulidiidae | |||||
Euxesta eluta (Loew, 1868) | 6 | XY | ARGENTINA: Prov. Tucumán, Dpto. Leales. 6-X-2017. | Frías (1978) | |
12 | XY | CHILE: Prov. Santiago, Dpto. Maipú, Loc. Pajaritos |
Por cada taxón, se trabajó con 10 machos adultos fijados en la mezcla alcohol etílico - ácido acético (en proporción 3:1) y conservados posteriormente en alcohol 96 %. Se llevaron a cabo preparaciones microscópicas (mitóticas y meióticas) con gónadas siguiendo técnicas de citogenética clásica, mediante una gota de hematoxilina propiónica al 2 % u orceína acética al 2 % y tinción de fluorescencia con DAPI (4’-6-diamidino-2-fenilindol) siguiendo la técnica propuesta por Schweizer (1976).
La observación y análisis tanto de las divisiones mitóticas como meióticas se efectuaron en un mínimo de siete células por cada taxón.
Las microfotografías se tomaron con una cámara Moticam 1000 (1.3MP) conectada a un microscopio Nikon Eclipse E200. Las imágenes con fluorescencia se capturaron con una cámara Olympus Color 5 conectada a un microscopio Olympus BX43. Las representaciones gráficas fueron realizadas con el software Corel Draw X3.
Resultados
En Chrysopidae (Neuroptera) los análisis revelaron dos números gaméticos diferentes: n = 5 + XY en Ceraeochrysa cincta (Schneider, 1851) (Figs. 1A-1C), Ceraeochrysa paraguaria (Navás, 1920) (Figs. 1D-1F) Chrysoperla argentina (González Olazo & Reguilón, 2002) (Figs. 1G-1I), C. asoralis (Banks, 1915) (Figs. 1J-1L), C. externa (Hagen, 1861) (Figs. 2A-2C) y Plesiochrysa elongata (Navás, 1913) (Figs. 2G-2I) donde se observaron cromosomas sexuales heteromórficos y segregación a distancia; en cambio en Leucochrysa cruentata (Schneider, 1851) las células meióticas exhibieron n = 7 + XY con cromosomas sexuales asinápticos y aquiasmáticos (Figs. 2D-2F).
En Coleoptera los datos registrados en Coccinellidae revelan que Cycloneda sanguinea (Linnaeus, 1763) (Figs. 3A-3C), Eriopis connexa (Germar, 1824) (Figs. 3D-3F), Hippodamia convergens Guerin-Meneville, 1842 (Figs. 3J-3L) presentan un número gamético de n = 9 + Xyp, mientras que en Harmonia axyridis (Pallas, 1772) se registró una fórmula meiótica de n = 7 + Xyp (Figs. 3G-3I). En Melyridae, Astylus atromaculatus (Blanchard, 1843) exhibe una fórmula meiótica n = 8 + Xyp (Figs. 4A-4C).
En Forficulidae (Dermaptera) el complemento cromosómico diploide de 2n = 20 (18A + XY) estuvo presente en Doru lineare (Eschs, 1822) (Figs. 5A-5C) y D. luteipes (Scudder, 1876) (Figs. 5D-5F).
En Ulidiidae (Diptera) se pudo observar que en Euxesta eluta (Loew, 1868) el número gamético es n = 5 + XY (Figs. 6A-6C). Los resultados se resumen en la Tabla 1.
Discusión y conclusiones
Dentro de Neuroptera los Chrysopidae son los insectos más abundantes, con alrededor de 1.300 especies reconocidas con una amplia distribución en la región Neotropical (Aspöck et al. 1980; Adams y Penny 1986; Borror et al. 1989; Brooks y Barnard 1990; Brooks 1997; Valencia Luna et al. 2006).
Los antecedentes bibliográficos mencionan para Neuroptera la presencia de segregación aquiasmática o a distancia de los cromosomas sexuales y un sistema XX/XY con cromosomas sexuales heteromórficos (Asana y Kichijo 1936; Hughes-Schrader 1969; Nokkala y Nokkala 2004; Andrada et al. 2012).
Séméria (1984) citó para Chrysopidae el número básico 2n = 12, con variantes 2n = 10 y 2n = 14 (Hirai 1957) atribuidos a fenómenos de fusión o fisión de cromosomas.
Los resultados en las especies de Ceraeochrysa, Chrysoperla y Plesiochrysa están en total coincidencia con lo citado para la mayoría de las especies del orden. Mientras que Leucochrysa cruentata presentó un número gamético n = 7 + XY, en concordancia con lo publicado por Lopes (2012) para numerosas especies de Leucochrysa, incluida la especie en estudio. Los crisópidos son considerados bio-controladores de primer nivel, dada su gran capacidad depredadora y su resistencia a una amplia gama de insecticidas (Brooks y Barnard 1990; De Freitas 2002). En la región Neotropical existe un considerable interés en el grupo, particularmente en Brasil, donde se está experimentando sobre varios cultivos, como cítricos, algodón y varias hortalizas, tanto en el campo como en invernadero (De Freitas 2002). En Argentina (Tucumán) son utilizados como bio-controladores en plantaciones citrícolas (González Olazo y Reguilón 2008), recientemente incorporados en las provincias de La Rioja y Corrientes.
Hasta la actualidad, los análisis realizados en Coleoptera han demostrado que existe una gran variabilidad en el número de cromosomas, desde 2n = 4 en Chalcolepidius zonatus (Eschscholtz, 1829) (Ferreira et al. 1984), hasta 2n = 69, en Ditomus capito (Serville, 1821) (Serrano 1981).
De distribución cosmopolita, Coccinellidae, conocidas vulgarmente como “mariquitas”, es una familia que cuenta con unas 6.000 especies descritas y se conoce el complemento cromosómico de alrededor de 200 especies. Los números cromosómicos diploides varían entre las subfamilias entre 12 y 18, siendo el más común este último.
El sistema sexual presente en ♀ es XX, mientras que en ♂ es Xyp, donde “y” es de pequeño tamaño denominado cromosoma en paracaídas, el cual es ancestral para Coleoptera (Sloggett y Honek 2012).
Nuestros estudios en Cycloneda sanguinea, Eriopis connexa e Hippodamia convergens coinciden con citas previas para los números básicos y características cromosómicas de coleópteros (Smith 1950; Smith y Virkki 1978; Maffei et al. 2000). Para Hippodamia convergens no se encontraron antecedentes citogenéticos previos y para Harmonia axyridis se citaron recuentos cromosómicos somáticos de 2n = 16 AA + Xyp en ♂ y 2n = 16 AA + XX en hembras (Hoshiba y Niijima 1987), pero no se dan reportes meióticos, por lo que los números haploides aquí expuestos son los primeros para el género.
Las especies de coccinélidos estudiadas son consideradas de gran importancia para los agroecosistemas, ya que tanto adultos como larvas son controladores de plagas, tales como áfidos, escamas, trips, mosquitas blancas e insectos de cuerpos blandos entre otros (Morón y Terrón 1988).
La familia Melyridae Leanch (Suborden Polyphaga) cuenta con aproximadamente 5.000 especies (Leschen et al. 2010). En la región neotropical Melyridae consta aproximadamente con 535 especies, siendo el género Astylus Laporte de Castelnau, 1836, el más representativo con 110 especies (Laporte de Castelnau 1836; Majer 1994; Constantin 2011).
En Argentina Melyridae presenta 73 especies de las cuales 62 se podrían considerar endémicas. No obstante, es altamente probable que esta información cambie cada vez que se precisen los datos de recolección y/o se revisen las colecciones de los géneros involucrados (Estrada Mancilla 2008). La representatividad de los melíridos en las colecciones es baja y sus antecedentes citogenéticos son muy escasos, no contando con registros para nuestro país.
El cariotipo haploide predominante en el suborden Polyphaga es n = 9 + Xyp, sin embargo, Astylus atromaculatus presento un número cromosómico diferente n = 8 + Xyp. Smith (1950) estudió especies de la familia Elateridae y observó alteraciones en el número de cromosomas autosómicos, ya sea por incremento (posiblemente por fragmentación) o disminución (por fusión) de éstos. Cabe la posibilidad de que la variación en el número presente en A. atromaculatus pueda deberse a rearreglos estructurales en la cromatina similares a los observados en Elateridae.
En cultivos de importancia económica tales como soja o girasol y en estado de larva el taxón antes mencionado se alimenta de semillas y es considerado plaga, actuando como cortador en las etapas tempranas del cultivo. En estado adulto también ocasiona daños en girasoles utilizando los capítulos para alimentarse y como sitio de apareamiento (Vitti et al. 2008).
En Dermaptera, la familia Forficulidae es de distribución cosmopolita e incluye las llamadas “tijeretas”. Doru lineare y D. luteipes son especies que se distribuyen en América, desde el sur de los Estados Unidos hasta Argentina (Hincks 1949; Reichardt 1971; Mariani et al. 1996; Mariani 1998; Romero Sueldo y Virla 2009; Romero Sueldo 2012).
Los antecedentes citogenéticos indican que los cromosomas de Dermaptera carecen de constricción primaria o centrómero, por lo tanto, son holocinéticos, y el mecanismo de determinación del sexo es del tipo XX: XY (♀ / ♂). Sin embargo, se observaron especies con sistemas múltiples de determinación del sexo (2, 3 ó 4 cromosomas sexuales X) y en ocasiones, ausencia de cromosoma «Y», así los machos se identifican sexualmente como X1X2 Y; X1X2X3 Y; X1X2 X3 X4Y y X0 (Misra 1937; White 1972). En la bibliografía concerniente al orden se han determinado números cromosómicos extremos que van desde 2n = 7 Arixenia esau Jordan, 1909 (Arixeniidae) y 2n = 60 para Hemimerus bouvieri Chopard, 1934 (Hemimeriidae) (White 1971; White 1972; Mittal y Suri 1981).
Debido a la gran variación de número cromosómico en Dermaptera y a la escasa información citogenética, aún no se ha podido determinar el número cromosómico más frecuente.
La carencia de constricción primaria que hemos observado afianza la naturaleza holocinética de Doru lineare (Figs. 5A-5C) y D. luteipes y la determinación del sexo concuerda con el sistema predominante en Dermaptera XX:XY.
La mayoría de los Dermaptera presenta hábitos omnívoros, cuando están en los agroecosistemas pueden considerarse insectos dañinos, actuando como organismos fitófagos, como benéficos, depredando especies plagas (Romero Sueldo y Virla 2009). Pueden encontrarse en cultivos de maíz y se mencionan como depredadores de huevos de Spodoptera frugiperda (J. E. Smith, 1797), así como de Dalbulus maidis (De Long y Wolcott, 1923) y Tapajosa rubromarginata (Signoret, 1855) (Romero Sueldo y Virla 2009).
Entre los Diptera, la familia Ulidiidae incluye a Euxesta (Loew., 1868) (Kameneva y Korneyev 1993), género que está conformado por alrededor de 90 especies y que se encuentra restringido al continente americano, excepto por pocas especies que llegan a estar ampliamente distribuidas por introducción accidental (Steyskal y Ahlmark 1995). En Argentina, Euxesta está poco estudiado, debido a su reciente aparición en la provincia de Santa Fe, causando severos daños en los maíces dulces (Bertolaccini et al. 2010). En este estudio se plantea la necesidad de nuevos estudios biológicos y agronómicos, además de sus correspondientes análisis citogenéticos. Los estudios cromosómicos en el género son escasos, cuatro especies fueron analizadas citológicamente: E. annonae (Fabricius, 1794), E. eluta y E. notata (Wiedeman, 1830) con 2n = 12 y E. calligyna (Bigot, 1857) con 2n = 10 (Frías 1978; Isaev 2012); todas ellas exhiben determinación del sexo XX: XY. El número gamético de Euxesta eluta (n = 6) se corresponde con el número diploide citado en tres especies.
De los 15 taxones analizados, se citan por primera vez antecedentes citológicos para seis de ellos: Ceraeochrysa paraguaria, Chrysoperla asoralis, Plesiochrysa elongata, Doru luteipes, Hippodamia convergens y Astylus atromaculatus; un número cromosómico gamético adicional para Euxesta eluta y un número cromosómico diferente al citado para Astylus atromaculatus. Este estudio contribuye al conocimiento y caracterización de los insectos de Argentina y en particular del NOA, poniendo en evidencia la carencia de antecedentes citogenéticos en la clase Insecta.