Los secretos de la migración de las mariposas, escritos en polen

En una cálida mañana de verano en Ieper, Bélgica, Sylvain Cuvelier, de 66 años, sale a su floreciente jardín con su nieta de 14 años, con la esperanza de identificar y contar todas las mariposas que revolotean. Otros días, él colabora con científicos recogiendo muestras de mariposas. Después registra la ubicación de cada avistamiento con el GPS, las anota en su base de datos de Excel y a veces envía las muestras a sus colegas académicos, que analizarán los granos de polen adheridos al cuerpo de los insectos.

Esos minúsculos granos de polen, recogidos por científicos ciudadanos como Cuvelier, están ayudando a investigadores a estudiar un proceso que hasta ahora ha sido en gran medida inescrutable: los patrones migratorios de los insectos a medida que se desplazan por el planeta en el transcurso de múltiples generaciones.

Gracias al polen, los científicos han podido identificar el lugar donde cada mariposa inició su viaje e incluso deducir los acontecimientos que probablemente desencadenaron su migración. Estos conocimientos pueden ayudar a los conservacionistas a comprender mejor algunos de los efectos del cambio climático —no solo en los propios insectos, sino también en sus migraciones y en los ecosistemas que habitan—.

Muchos insectos pasan toda su vida en un mismo lugar. Muchos otros migran, como hacen muchas aves, para evitar las inclemencias del tiempo, encontrar alimento o reproducirse. Según algunas estimaciones, billones de insectos migran cada año por todo el planeta, pero los científicos saben poco sobre dónde van o cómo llegan.

El seguimiento de la migración de los insectos no es tan sencillo como el de las aves o los mamíferos. En el caso de las aves, “se les puede poner una argolla en la pata o utilizar radio-seguimiento, y es fácil demostrar que se desplazan del punto A al B”, afirma Tomasz Suchan, ecólogo molecular de la Academia Polaca de Ciencias de Cracovia. Pero la mayoría de los insectos son demasiado pequeños para que estas técnicas tengan éxito.

En Norteamérica, investigadores han tenido cierto éxito en el seguimiento de las mariposas monarca, conocidas por su extraordinaria migración desde el sur de Canadá y el norte de Estados Unidos hasta el centro de México. A principios de los años noventa, la iniciativa científica ciudadana Monarch Watch empezó a marcar mariposas en las Montañas Rocosas. Se han marcado más de 2 millones de monarcas y se han recuperado más de 19.000 en México, donde se concentran para pasar el invierno. Esto ha ayudado a los biólogos a seguir sus rutas migratorias.

Sin embargo, las mariposas que no forman agregaciones tan bien definidas son más difíciles de rastrear. Por ejemplo, las mariposas vanesa de los cardos suelen aparecer en Europa en otoño, a veces en gran abundancia. “Luego desaparecen y no sabemos adónde van”, dice Gerard Talavera, entomólogo del Institut Botànic de Barcelona.

Hace unos años, Talavera y su equipo se dieron cuenta de que podrían seguir a las mariposas indirectamente, estudiando el polen que se acumula en sus cuerpos. Cada vez que una mariposa visita una flor para beber un sorbo de néctar, también recoge granos de polen. Si los investigadores pudieran identificar las plantas a partir de su polen, confirmar dónde y cuándo florecen y seguir su rastro a medida que las mariposas llegan a distintas regiones geográficas, tal vez podrían trazar el recorrido general de las mariposas. “El método es como si les pusiéramos un GPS”, dice Talavera. “Como no podemos hacer eso, esto es lo más cerca que podemos llegar”.

Mapas migratorios del polen

Los científicos pudieron probar la idea en 2019, cuando las vanesa de los cardos experimentaron uno de sus esporádicos auges de población. En marzo de ese año, cuando aparecieron enjambres de mariposas en Medio Oriente y el Mediterráneo, los científicos ciudadanos recogieron muestras de mariposas, las conservaron en una mezcla de alcohol y las enviaron al laboratorio de Talavera.

Allí, los investigadores aislaron los granos de polen adheridos al cuerpo de las mariposas y secuenciaron un tramo concreto del ADN del polen que ofrece una firma única para cada especie vegetal, un proceso conocido como metabarcoding. Al mismo tiempo, los ciudadanos científicos siguieron recogiendo muestras de mariposas mientras el aumento de la población se extendía gradualmente por Europa oriental, septentrional y occidental en los meses siguientes, hasta llegar al sur de Marruecos a principios de noviembre.

Analizando el polen recogido de 264 mariposas de 10 países distintos en siete meses, los investigadores identificaron 398 plantas diferentes que podían utilizar para seguir los movimientos de las mariposas hacia atrás a lo largo del año. A partir de ahí, descubrieron que los enjambres de mariposas observados en Rusia, Escandinavia y los países bálticos eran probablemente descendientes de mariposas originarias de la oleada de Arabia y Medio Oriente. Esto parece haberse extendido a Europa oriental, luego a Escandinavia y después a Europa occidental, dando lugar a un notable auge demográfico en el Reino Unido, Francia y España. Desde allí, las mariposas pueden haber emigrado al sur de Marruecos, continuando probablemente hacia el África tropical para completar su ciclo anual.

El registro de polen sugería incluso una razón por la que las vanesa de los cardos se volvieron tan abundantes de repente en 2019. Las mariposas recogidas en el Mediterráneo oriental, justo al principio del pico de población, transportaban polen de especies de plantas que se encuentran principalmente en matorrales semiáridos, pastizales y marismas del norte de Arabia y Medio Oriente. Examinando imágenes de satélite, los investigadores observaron que, entre diciembre de 2018 y abril de 2019, esas plantas experimentaron grandes impulsos de crecimiento tras un periodo de lluvias inusualmente intensas. Ese estallido de crecimiento, especulan los investigadores, puede haber proporcionado las condiciones ideales para que las mariposas se alimentaran y se reproducieran, dando el pistoletazo de salida a la explosión demográfica y dejando un efecto dominó que afectó a muchas generaciones.

Talavera y su equipo también han utilizado firmas de polen para rastrear otros movimientos de mariposas. En 2013, por ejemplo, se encontraron mariposas vanesa de los cardos descansando en la costa de Sudamérica, en la Guayana Francesa. Las vanesa de los cardos no suelen vivir en Sudamérica, y era un misterio de dónde habían salido. Una década después, el equipo de Talavera tomó muestras de polen de los cuerpos de las mariposas aún conservados y descubrió que la Guiera senegalensis, una planta común que solo se encuentra en el África subsahariana, era por mucho el tipo de polen más común adherido a estas mariposas.

Analizando los estudios costeros, los patrones de viento, el polen y las condiciones ambientales, confirmaron que las mariposas probablemente cruzaron el Atlántico en un vuelo continuo de hasta ocho días desde África. Este hallazgo supuso el primer caso verificado de un insecto que cruza el Atlántico.

“El uso del metabarcoding del polen para rastrear de dónde procede cada generación de mariposas y cómo avanza a lo largo del ciclo es muy novedoso”, afirma Christine Merlin, bióloga de la Universidad A&M de Texas y coautora de un artículo sobre la neurobiología de la migración de las mariposas publicado en el Annual Review of Entomology. Como identifica especies vegetales individuales, este método promete mayor precisión que el método estándar, el análisis de firmas isotópicas, que rastrea las variaciones regionales en la composición química de los insectos.

Aunque las vanesa de los cardos sirven como sistema modelo para comprender la migración de los insectos, los investigadores afirman que confían en que este método podría ser adecuado para el seguimiento de otros polinizadores migratorios que visitan activamente las flores para recoger néctar, incluidas otras mariposas, sírfidos, avispas, escarabajos y polillas.

El seguimiento de las rutas migratorias de los insectos podría tener una importancia creciente ante el cambio climático, porque esos insectos pueden ser portadores de enfermedades fúngicas, además de polen. De hecho, Suchan detectó muchas especies de hongos en algunas mariposas. Se sabe que unos 1.000 hongos afectan a los insectos y más de 19.000 pueden afectar a los cultivos. Así pues, los insectos migratorios podrían propagar estas enfermedades fúngicas a través de los continentes, lo que supondría un riesgo para los ecosistemas y las economías. Talavera, Suchan y sus colegas esperan que el uso de las firmas del polen para cartografiar los cambios en los patrones migratorios pueda ayudar a predecir dónde podrían producirse brotes de enfermedades fúngicas.

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Cuvelier, por su parte, espera seguir contando mariposas con su nieta. Los ecologistas necesitarán cada vez más “big data” para comprender los fenómenos a gran escala, afirma. Sin los científicos ciudadanos, dice, “es imposible que los investigadores reúnan esas bases de datos”.

Además, añade, los jóvenes tienen más que aprender de la ciencia ciudadana que simplemente cómo cazar una mariposa. “Aprenden sobre la naturaleza”, dice, “y esto fomenta la curiosidad por el mundo”.

Artículo traducido por Debbie Ponchner