Análisis y mejora de los principales parámetros biológicos relacionados con la cría artificial de Eristalinus aeneus y Eristalis tenax (Diptera, Syrphidae) para su uso como polinizadores

• Main Author: Campoy, Andrés
• Other Authors: Rojo, Santos
• Format: Doctoral Thesis
• Language: English
• Published: Universidad de Alicante 2021
• Subjects: Cría artificial; Diptera; Eristalinus aeneus; Eristalis tenax; Polinización; Syrphidae; Zoología
• Online Access: http://hdl.handle.net/10045/118837

Los sírfidos eristalinos (Syrphidae, Eristalinae: Eristalini) son importantes polinizadores en su estado adulto, tanto en ecosistemas naturales como antropizados, pudiendo actuar de manera conjunta o complementaria a la de los himenópteros. Además de este importante servicio ecosistémico, los hábitos saprófagos de su fase larvaria en medios líquidos o semisólidos hace que jueguen un papel relevante como biodescomponedores de la materia orgánica, así como útiles bioindicadores ambientales. Sin embargo, su utilización a gran escala está actualmente limitada por la escasez de métodos de cría en cautividad capaces de satisfacer su demanda a nivel industrial. Es por ello, que el objetivo fundamental de la presente tesis doctoral es profundizar en el conocimiento de aspectos básicos del ciclo biológico y morfología funcional larvaria de los sírfidos eristalinos, así como el análisis estandarizado de su cría artificial. Para ello, se han seleccionado las especies Eristalinus aeneus (Scopoli, 1763) y Eristalis tenax (Linnaeus, 1758) como representantes de los dos géneros de eristalinos con mayor potencial como agentes polinizadores a nivel comercial. De este modo, la tesis queda organizada en cuatro secciones y ocho capítulos, descritos a continuación. En la Sección I se describe por vez primera la morfología de las fases preimaginales de dos especies de los géneros Eristalinus y Eristalis con potencial para su cría artificial de manera complementaria a las especies objetivo de esta tesis. Mediante el uso de microscopía electrónica (SEM y cryo-SEM), se incluyen claves de identificación taxonómica de todas las especies de ambos géneros cuya morfología preimaginal es actualmente conocida. Por un lado, en el Capítulo 1 se describen las fases preimaginales (huevo y tercer estadio larvario) de Eristalis fratercula (Zetterstedt, 1838), una especie con distribución Holártica característica de climas predominantemente fríos del norte de Europa y América. Entre otros caracteres, destaca la presencia de espículas ramificadas en los labios laterales de la región antero-ventral del tórax como carácter diagnóstico de esta especie. Por otro lado, el Capítulo 2 recoge las descripciones del huevo, estadios larvarios, pupario y el esqueleto cefálico de Eristalinus punctulatus (Macquart, 1847) como potencial agente polinizador endémico de Australia. La larva posee proyecciones carnosas (lappets) en el segmento anal como característica distintiva, mientras que el pupario presenta un patrón específico en los espiráculos que lo diferencia de otras especies del género. Los objetivos de la Sección II están enfocados en conocer tanto la dinámica poblacional y características biológicas del ciclo de vida de las dos especies objetivo de esta tesis, como en la búsqueda de dietas larvarias alternativas a las actualmente conocidas. Para ello, se emplean herramientas que monitoreen cada uno de los individuos que conforman una población o cohorte mediante la metodología de tablas de vida: “age-stage, two-sex life table”. En el Capítulo 3 se comparan los ciclos de vida de E. aeneus y E. tenax usando avena fermentada como medio de desarrollo larvario. En general, los ciclos de vida de E. aeneus y de E. tenax se extendieron una media de 65,12 y 46,06 días respetivamente. Los resultados indican que, de manera general, con E. aeneus se obtienen mejores resultados de longevidad, tiempo de maduración y tasa de crecimiento poblacional en las condiciones de cría utilizadas. Adicionalmente, se identifican como los principales cuellos de botella de la cría artificial de ambas especies: la elevada mortalidad en los primeros días de desarrollo larvario, y el extenso tiempo que requieren las hembras para madurar sexualmente (especialmente E. tenax). En el Capítulo 4 se comparan varios medios alternativos a los granos de avena fermentados para optimizar la producción de E. aeneus. Entre los resultados obtenidos, destaca el efecto positivo del medio basado en yogur con probióticos sobre la fecundidad y longevidad de las hembras, proponiendo su aplicación como aditivo en futuros medios de desarrollo. La utilización del bagazo de cerveza artesanal arrojó resultados cercanos al medio basado en avena fermentada en cuanto a supervivencia y tiempo de desarrollo. Sin embargo, su utilización presenta mayores perspectivas de mejora, así como diversas ventajas asociadas, dado que se trata de un subproducto derivado de la producción de cerveza, permitiendo que sea un medio más rentable de obtener al formar parte una economía circular, lo cual conlleva además beneficios medioambientales. Con el fin de profundizar en el conocimiento de las estructuras relacionadas con la alimentación larvaria se plantearon diversos objetivos en la Sección III. Para ello, se llevó a cabo un estudio funcional para conocer el rango de partículas que eran capaces de ingerir las larvas a lo largo de su crecimiento. Además, se obtuvieron imágenes mediante el uso de SEM, cryo-SEM y Microscopía Confocal Láser de Barrido (CLSM). Esta sección se divide en dos capítulos enfocados en cada una de las especies objetivo: E. aeneus (Capítulo 5) y E. tenax (Capítulo 6). En cada capítulo se describe la morfología de la superficie preoral y del esqueleto cefálico de los tres estadios larvarios. La comparación entre ambas especies apunta a que las mayores diferencias se encuentran en el grado de esclerotización y número de crestas y cerdas de los lóbulos mandibulares; longitud de los cuernos dorsales del esclerito basal, y número y longitud de los filamentos del cibario. Estas diferencias indican que el esqueleto cefálico de E. aeneus es relativamente menos restrictivo, permitiendo la entrada de un mayor volumen de alimento, así como de partículas de mayor tamaño (80–100 μm) que el de E. tenax (70–80 μm). Este hecho podría explicar los mejores resultados de cría de esta especie frente a E. tenax. Por otro lado, se analizan las principales diferencias intraespecíficas entre los diferentes estadios de desarrollo larvario de ambas especies. En el primer estadio se observa un menor número de crestas en el cibario (2 frente a 9 en el tercer estadio), la ausencia de cerdas en las crestas del lóbulo mandibular; el labio y labro poco esclerotizados y no completamente fusionados al esclerito basal, siendo este último la estructura encargada de romper el corion del huevo durante la eclosión. A lo largo de la Sección IV se aborda el estudio del desarrollo intrapuparial de E. aeneus y E. tenax con objeto de desarrollar técnicas que permitan ejercer un mayor control sobre el momento de emergencia de los adultos. En concreto, se analiza el almacenamiento de las pupas a baja temperatura en diferentes momentos de su desarrollo, alargando el tiempo de emergencia del adulto y permitiendo su sincronización conforme a su demanda como polinizadores. De esta manera, en el Capítulo 7, se describe el desarrollo intrapuparial con el fin de detectar y caracterizar los principales cambios morfológicos que tienen lugar desde la formación del pupario hasta la emergencia del adulto. Se observa que ambas especies pasan por cuatro fases de desarrollo a lo largo de 189 ± 4 horas en E. aeneus y 192 ± 3 horas en E. tenax: prepupa, pupa criptocefálica, pupa fanerocefálica y adulto farado. Esta última fase constituye el 81% del total del desarrollo intrapuparial. En el presente estudio se describe, por vez primera en la familia Syrphidae, la esclerotización de la cutícula de la pupa sobre la región cefálica (“mascara pupal”) de ambas especies durante la fase de adulto farado. Posteriormente, en el Capítulo 8 se expusieron pupas de ambas especies a 5 ºC durante diferentes periodos de tiempo (5, 10, 15, 20 y 30 días) y en dos momentos distintos de su desarrollo (al comienzo y al final). Los resultados apuntan a que una exposición al comienzo de la fase de pupa (48 horas) resulta menos perjudicial que al final de esta fase. Además, E. tenax resultó ser algo más sensible al frío, mostrando porcentajes relativamente menores de supervivencia, así como un tiempo máximo de exposición más reducido que E. aeneus. Los resultados apuntan a que el momento de emergencia de los adultos podría alargarse en torno a 18 días en el caso de E. tenax y 23 en el caso de E. aeneus. Superado esos periodos, el número de malformaciones se incrementa y la tasa de supervivencia desciende, siendo próxima al 0% tras la exposición continuada al frío durante 30 días.