Comportamiento social, glándulas exocrinas y estructura faci

Comportamiento social, glándulas exocrinas y estructura facial en
Mischocyttarus mexicanus cubicola
Richards (Hymenoptera, Vespidae)
Por:

Christian C. Cely Ortiz

Dir: Dr. Jaime Acosta
INTRODUCCIÓN
Glándulas exocrinas
Estructura Facial
Esta investigación...
Casta obrera

Enfermera
Pecoreadora (forrajera)
Constructora
Guardiana

Niveles de selección

Individual
Grupal
Polietismo
Clase 3
Racimos
reservorios

Tipo de glándulas
en avispas sociales
Cabeza
Abdomen
Jenkins and Burton 2008
Reconocimiento facial en avispas
HIPÓTESIS
La especialización en tareas selecciona para la evolución de diferentes adaptaciones morfológicas entre miembros de la colonia
PREDICCIÓN
La especialización en tareas y tipo de casta (obrera o fundadora) covaría con la morfología de las glándulas y la estructura facial.

Infalsifable 2002
MATERIALES Y MÉTODOS
En campo...
Laboratorio - histología
Análisis de las grabaciones de video
Morfometría geométrica
Captura
Marcaje
Y de regreso al nido...
Grabaciones de video
Bosque estatal Susúa

Bosque húmedo subtropical

130 msnm aprox

1413 mm precipitación anual

23.9 °C


Deshidratación
Infiltración y moldes
Cortes
Tinciones
Laminillas
Glutaraldehido 4%
Buffer de fosfato 0.1 M, 7.3 pH
24 H 4°C
10%, 25%, 50%, 75%, 95%, 100% Et-OH
Parafina
60°C
5 series de 1 H

Cabeza o abdomen listo para cortes
8 µm espesor
24 H fijación en plancha
Eosin Y
Hematoxilina Mayer
Microscopio invertido
Micrometrics™ SE premium version 2.9
Etogramas
Índice de dominancia
Dominante y subordinada

Jerarquias

Evento
Matriz de datos de comportamiento final
Método de muestreo de animal focal
Confiabilidad entre observadores
86% (3 obs)
Inicio y final de cada tarea
Enfermera
Pecoreadora
Constructora
Guardiana
Dominancia
D.I: (# veces ind fue dominante - # veces ind fue subordinado) / # total de interacciones
Valores estandarizados

Individuos no clasificados en categorías

Tiempo empleado por ind en una tarea / tiempo total de observación del ind
Thompson 1917
Análisis cuantitativo de diferencias en forma


12 landmarks
Constantes
Cubrir mayor parte de la forma
Análisis estadísticos
RESULTADOS
Comportamientos
Morfología de las glándulas
Relación entre el comportamiento y las glándulas
Relación entre el comportamiento y la forma de la cara
22 obreras
6 nidos
3.67 ind promedio/nido
S.D=1.21

Grabaciones:
87 H
4,34 H promedio ind
SD= 0.97 H


Gerald R. Donehew
bugphotos.net
Comportamientos
No tenidos en cuenta:
oviposición
secado del nido
movimiento alas
canivalismo
Enfermera

Pecoreadora

Constructora

Guardiana

Dominancia
Solo correlación significativa (Spearman's rho) entre comportamiento enfermera y dominancia
Glándula de Richard
Glándula hipofaríngea
Glándula ectal mandibular
Glándula clipeal
Glándula intramandibular
Glándula de Van der Vecht
SEM
Modificaciones cuticulares
SEM
Modificaciones cuticulares
5° segmento esternal


Rc3: tipo 3
21.75 μm ± 6.45 (n= 35).



6° segmento esternal

Vc3:18.55 μm ± 3.54 (n= 83)

Rodeando la faringe

Tipo 3

GH: 33.23 μm ± 4.9 (n= 476)

En la base de la mandíbula

Tipo 3

30.42 μm ± 4.9 (n= 236)
Posible nueva glándula

Tipo 1

9.4 μm ± 2.7 (n= 175)
Tipo 1


8.20 μm ± 2.23 (n= 249)
Comportamientos de obreras vs diámetros de glándulas
Glándula intramandibular - dominancia

r = 0.680, n = 9, p = 0.044
Monte Carlo (5000 rep, X= 0.009
S.D= 0.126, p= 0.021)

Glándula de Van der Vecht - enfermera

r = - 0.989, n = 4, p = 0.011
Monte Carlo (5000 rep, X=0.008, S.D= 0.339, p= 0.019)
Glándulas de fundadoras solas vs glándulas de obreras
Glándula Intramandibular:

Fundadoras solas > obreras

Mann Whitney U = 13, Z=-2.147, p= 0.032
bugsnet.com
bugsnet.com
Estructuras internas y externas
Interna
:

Morfología glándulas exocrinas



Externa:

Forma de la cara
Comportamiento
Explicaciones
Relación entre morfología de las glándulas y comportamiento

Relación forma de la cara y comportamiento

Contexto evolutivo y ecológico
Grabaciones de video

Mischocyttarus mexicanus cubicola
Richards 1978

Género Neotropical

Cuba, sur este USA y PR

Billen 2009
Billen 2009
Clase 1
Secreciones directamente a través de la cutícula
Hipofaringeales
Clipeales
Ectales mandibulares
Intramandibulares
Richards (5° seg esternal)
Van der Vecht (6° seg esternal)
Ambas tipo 1 y tipo 3
Sheehan & Tibbetts 2011
Señales visuales

Reconocimiento individual

Mecanismos cognitivos

Dominancia - jerarquías
DRNA 2007
Digitalización landmarks
Preparar datos
Generar coordenadas de forma

Relative warps ( ~ PCA)
Comportamiento y glándulas
Comportamiento y estructura facial
(no correlación)
No especialización morfológica para tareas

Señales visuales

Reconocimiento facial

Mantenimiento de jerarquías

Futuros estudios en reconocimiento facial y cognición
DISCUSIÓN
Glándula Intramandibular
(+ Dominancia)
Apis mellifera
Melipona quadrifasciata
Polistes fuscatus
Roy Cohutta
Bugsguide.net
Bugsguide.net
Mantenimiento de jerarquías

Estructura social

Glándula con función social

Futuros estudios bioquímicos comparativos y estudios sobre nivel de selección (individual - grupal)
Glándula de Van der Vecht
(menos desarrollada en enfermeras)

Andrey Shupilo
Matt Young
Fund independientes
Fund enjambradoras
SI Van der Vecht
NO Van der Vecht
Enfermeras se quedan en el nido

Guardianas frotan abdomen sobre el pedícelo

Feromonas anti-hormigas

Presente solo en avispas sociales

Futuro estudio bioquímico y respuestas comportamentales
CONCLUSIONES
AGRADECIMIENTOS

La especialización en tareas selecciona para la evolución de diferentes adaptaciones morfológicas
INTERNAS
Glándula intramandibular
Glándula de Van der Vecht
Dominancia
Defensa nido
Externas
Forma de la cara
MG
No relación con división de tareas
Posible relación con reconocimiento facial

Mantenimiento jerarquías
A mi familia.

Profes: Dr. Jaime Acosta, Dr. David Logue y Dr. Carlos Santos.

Jose Tito Almodovar

Dr. Carlos Muñoz, Dr. Vivian Navas,
Dr. Dimaris Acosta

Subgraduados: Raymond Balaguer, Abdiel Valentin, Paola Montalvo, Derick Crespo, Arlene Megil, Lauvet Reyes.

Luis Carrasquillo, Alejandro Rios.

Mary Jiménez, Vilmarie Rivera, María Méndez
Una mirada general a la investigación...
Eusocialidad

Superorganismo

Éxito ecológico y evolutivo
Philanthus triangulum
Pavel Krasensky
Pheidologeton diversus
Búsqueda diferencias fenotípicas en relación al comportamiento
Ross & Mathews 1991