🦋 Los insectos, y por qué no pueden ser gigantes

Seis patas, tres bloques, y la mitad del reino

Los insectos son el grupo más numeroso de animales que existe. Ya se vio la cifra en la primera página de la unidad: son alrededor del 66 % de todas las especies animales descritas. Dentro de los artrópodos, la proporción es todavía más aplastante: cerca del 83.3 % de las especies de artrópodos son insectos.

Se reconocen contando, como quedó dicho: tres bloques —cabeza, tórax y abdomen—, seis patas siempre, un par de antenas y casi siempre alas, uno o dos pares. Las patas y las alas salen todas del tórax; el abdomen no lleva apéndices locomotores.

Tres cosas explican su éxito, y ninguna es misteriosa.

La primera es el vuelo. Fueron los primeros animales en volar, unos cien millones de años antes que cualquier vertebrado, y volar sirve para escapar, para encontrar comida lejos, para colonizar sitios nuevos y para buscar pareja. Además, sus alas no son extremidades transformadas —a diferencia de las de un ave o un murciélago—, así que conservaron sus seis patas intactas.

La segunda es el tamaño pequeño, que aquí es una ventaja: un insecto necesita poquísimo alimento, cabe en cualquier refugio y puede tener una población enorme en un espacio mínimo.

La tercera es la reproducción rápida y numerosa. Muchas generaciones al año y muchísimos huevos significan mucha variación sobre la que actúa la selección natural, y por eso los insectos se adaptan tan rápido, incluso a los insecticidas que inventamos para matarlos.

Y una cuarta que casi nunca se menciona: las piezas bucales. Todas son el mismo apéndice modificado, y esa flexibilidad les permitió repartirse todos los alimentos posibles sin pisarse. Un saltamontes tiene mandíbulas para morder hojas; una mariposa, un tubo enrollado para sorber néctar; un mosquito, un estilete para perforar; una mosca, una esponja para absorber líquidos.

Ese reparto de dietas es la razón de fondo de que quepan tantas especies a la vez: no compiten todas por lo mismo. Es el principio de exclusión competitiva de la unidad de Ecología, visto desde el lado del que se especializa.

• Vuelo

  Los primeros animales en volar. Y sus alas no son patas transformadas, así que conservaron las seis.

• Tamaño pequeño

  Poco alimento, cualquier refugio y poblaciones enormes en un espacio mínimo.

• Reproducción rápida

  Muchas generaciones y muchos huevos: mucha variación, y adaptación rápida a lo que sea.

• Bocas para todo

  Morder, sorber, perforar o absorber. Repartirse las dietas es lo que permite que quepan tantas especies.

Dato: Los insectos polinizan buena parte de los cultivos de los que dependemos. Sin ellos no habría manzanas, almendras, calabazas ni café en la cantidad en que los conocemos: la lista de lo que desaparecería de un supermercado es mucho más larga de lo que parece.

Por qué no hay insectos del tamaño de un perro

Esta es la pregunta que todo el mundo se ha hecho después de ver una película de hormigas gigantes, y merece una respuesta que se pueda comprobar y no solo creer.

La respuesta corta que se da siempre es «porque el exoesqueleto no aguantaría». Es cierta a medias y tiene un problema: no explica el mecanismo. La razón principal es respiratoria, y sale de una cuenta de geometría que hay que hacer una vez en la vida.

Cuando un cuerpo se agranda sin cambiar de forma, sus medidas se multiplican todas por el mismo número. Pero su superficie no crece como sus medidas: crece con el CUADRADO. Y su volumen crece con el CUBO.

Con números concretos: si tomas un insecto y lo haces 10 veces más largo, su superficie se hace 100 veces mayor y su volumen 1000 veces mayor. Es decir, tiene 1000 veces más cuerpo que alimentar y oxigenar, pero solo 100 veces más superficie por donde meter aire.

Dicho en la forma que importa: la superficie que le toca a cada unidad de volumen se ha dividido entre 10. El animal se ha vuelto 10 veces peor abastecido.

Ahora súmale lo que el tema anterior dejó puesto: un insecto no reparte oxígeno con la sangre, sino con tráqueas que llevan el aire directamente a las células. Ese sistema depende por completo de la superficie disponible y de que las distancias sean cortas. A tamaño de mosca es rapidísimo; a tamaño de perro, el aire simplemente no llegaría al centro del animal.

El argumento del esqueleto es el segundo, y funciona igual: el peso creció con el cubo y la sección de la pata que lo aguanta solo con el cuadrado, así que una hormiga gigante necesitaría patas desproporcionadamente gruesas, y aun así se rompería.

Y aquí está lo que convierte esto en ciencia y no en una explicación bonita: la predicción se puede poner a prueba. Si el límite es respiratorio, con más oxígeno en el aire debería poder haber insectos más grandes. Y así fue: en el Carbonífero, hace unos 300 millones de años, la atmósfera tenía bastante más oxígeno y existieron libélulas con alas de más de medio metro de envergadura. Al bajar el oxígeno, esos tamaños desaparecieron.

La misma ley, por cierto, ya apareció dos veces en el curso con el signo cambiado: en el micelio de los hongos y en los pelos de una raíz, donde explicaba por qué conviene repartirse en hilos finos. Allí explicaba por qué conviene tener mucha superficie; aquí explica por qué no se puede crecer.

Dato: En el Carbonífero volaron libélulas con más de medio metro de envergadura, y hubo milpiés de más de dos metros. La atmósfera de entonces tenía bastante más oxígeno que la de ahora, que es justo lo que la explicación respiratoria predice.

La metamorfosis, y las sociedades de insectos

La mayoría de los insectos cambia de forma al desarrollarse, y hay dos maneras de hacerlo.

En la METAMORFOSIS incompleta, del huevo sale una NINFA que se parece bastante al adulto pero es más pequeña y no tiene alas desarrolladas ni es capaz de reproducirse. Va mudando, y en cada muda se parece un poco más al adulto. No hay ninguna etapa de reposo. Es lo del saltamontes, la chinche y la cucaracha.

En la METAMORFOSIS completa hay cuatro etapas y la transformación es radical: huevo, larva, PUPA y adulto. La larva —oruga, gusano, cresa— no se parece en nada al adulto, come vorazmente y crece; después se convierte en pupa, una etapa que parece de reposo por fuera y que por dentro es cualquier cosa menos reposo; y de ahí sale el adulto. Es lo de la mariposa, el escarabajo, la mosca y la abeja.

Lo que pasa dentro de la pupa merece contarse bien, porque la idea de que la oruga «se transforma» como quien cambia de ropa se queda muy corta. Buena parte del cuerpo de la larva se deshace, y el adulto se construye a partir de grupos de células que estaban ahí desde el huevo, sin usar, esperando su turno. No es un cambio de aspecto: es una reconstrucción.

Y ahora la pregunta que casi nunca se hace: ¿para qué sirve todo eso? Sirve para que la larva y el adulto no compitan. Una oruga come hojas y una mariposa bebe néctar; son la misma especie y no se quitan nada. Además, cada etapa puede especializarse en lo suyo: la larva en crecer y el adulto en desplazarse y reproducirse.

Es la misma idea de la división del trabajo que atraviesa toda la biología, aplicada esta vez a las etapas de una sola vida.

Queda lo social. Algunos insectos —hormigas, abejas, avispas y termitas— viven en colonias organizadas en CASTAS: grupos de individuos con una forma del cuerpo y un trabajo distintos. Suele haber una reina que pone todos los huevos, machos cuya función es reproducirse, y obreras que no se reproducen y hacen todo lo demás: buscar alimento, cuidar las crías, construir y defender.

Que exista una casta que no se reproduce es raro y da que pensar, porque a primera vista contradice la selección natural: ¿cómo se favorece un comportamiento que renuncia a tener descendencia? La respuesta es que las obreras están emparentadísimas con las crías que cuidan, así que ayudar a su madre a producir hermanas propaga sus mismos genes casi tan bien como tener hijas propias. Los genes de la obrera sí pasan a la generación siguiente, solo que por otro camino.

Dato: Se ha comprobado que ciertas polillas conservan de adultas cosas que aprendieron siendo orugas, a pesar de que su cuerpo se desmontó dentro de la pupa. Algo del sistema nervioso sobrevive al desarme, y todavía no se sabe bien cuánto.