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Metamorfosis completa

Definición

La metamorfosis completa se refiere al cambio en la forma anatómica y fisiológica a través de una serie de etapas de la vida. Esto ocurre en el mundo animal, más específicamente en el mundo de los insectos. Este conjunto de cuatro etapas (huevo, larva, pupa y adulto) constituye el proceso de metamorfosis completa.

Explicación de la metamorfosis completa

La metamorfosis completa debe involucrar cuatro etapas. El término más genérico de metamorfosis cubre dos procesos diferentes, uno de ellos es la metamorfosis completa, el desarrollo holometábolo u holometabolismo, que es casi completamente específico de los insectos alados. En la metamorfosis completa existen enormes diferencias entre las formas larvarias y adultas. Esta transformación requiere mucha energía y se divide en una secuencia de cambios en diferentes etapas del ciclo de vida de los insectos. El proceso requiere tanta energía, simplemente no es posible pasar por un cambio morfológico y anatómico completo en una sola sesión. Por tanto, cada etapa es sucintamente diferente de la etapa que la precede o la sigue.

La metamorfosis incompleta o el desarrollo hemimetabólico, por otro lado, tiene solo una etapa que es anatómica y fisiológicamente diferente: la forma de huevo. La siguiente imagen muestra las diferentes etapas de la metamorfosis completa en relación con la metamorfosis incompleta. Nótese las formas muy diferentes de huevolarvapupa y adulto (o imago ) en holometaboly, y las formas similares de ninfa de hemimetaboly.

Holometábolos vs. Hemimetabolos
Holometábolos vs. Hemimetabolos

Ejemplos completos de metamorfosis

Los ejemplos completos de metamorfosis cubren una amplia gama de órdenes de insectos. La mayoría de los insectos holometábolos tienen alas, aunque hay grupos que presentan adultos sin alas. Los insectos holometábolos más conocidos son los incluidos en los órdenes Lepidoptera (mariposas y polillas) y Coleoptera (escarabajos).

Otros órdenes que presentan holometabolismo son Diptera (moscas), Neuroptera (incluyendo crisopas, aliso y efímeras), Siphonaptera (pulgas) e Hymenoptera (hormigas, abejas y avispas). Aquellas especies que no experimentan una metamorfosis completa y se presentan como ninfas (utilizando los procesos involucrados en la metamorfosis incompleta) tienen sus propios órdenes.

Hay algunas excepciones parciales a la regla de la metamorfosis completaEl primero de estos son insectos neoténicos, el segundo, insectos hipermetamórficos.

¿Qué son los insectos neotónicos?

La producción de alas es un proceso costoso en términos de energía, y en ocasiones se produce la producción de una hembra adulta que se parece mucho a la forma larvaria y sin alas. Este fenómeno se llama neotenia o juvenilización. Algunos ejemplos son el escarabajo trilobite hembra o la polilla del gusano de la bolsa. Sin embargo, todos los insectos neoténicos pasan por las cuatro etapas de la metamorfosis completa.

¿Qué son los insectos hipermetamórficos?

En el otro extremo de la escala, algunos insectos tienen formas de instar de aspecto muy distinto en la etapa larvaria. Estos cambios adicionales dentro del proceso de metamorfosis completa normal, se encuentran en los insectos hypermetamorphic de las órdenes Strepsiptera, así como en varios avispa parásita, escarabajo, volar, y mantis-mosca especies. En relación con los insectos no hipermetamórficos, las primeras versiones de los estadios parasitarios son muy móviles y muy pequeñas, lo que les facilita la búsqueda de hospedadores.

Las cuatro etapas de la metamorfosis completa

La metamorfosis completa brinda a los insectos mayores ventajas en términos de supervivencia, caracterizándose cada etapa por sus cambios de comportamiento, anatómicos y fisiológicos. Incluso el entorno en el que existe cada forma puede diferir.

Existen varias teorías sobre los factores desencadenantes del paso de una etapa a la siguiente, incluida la inanición, el peso crítico, la regulación positiva de los genes, la temperatura, la estimulación hormonal y el tiempo. Sin embargo, la presencia, cantidad y equilibrio de 20-hidroxiecdisona (20E) y hormona juvenil (JH) son probablemente las guías químicas más importantes del proceso de metamorfosis completa.

Metamorfosis completa
Metamorfosis completa

Etapa de huevo de metamorfosis completa

El huevo proporciona la información genética necesaria para todo el crecimiento y la función, incluidos los planos de los discos imaginales. Los discos imaginales están presentes en los embriones de insectos y eventualmente se convierten en partes anatómicas de formas adultas. Los discos imaginales tienen la capacidad de convertirse en caparazones, ojos compuestos, mandíbulas y exoesqueletos, por ejemplo.

Los huevos de insectos se producen en grandes cantidades y se depositan a través del ovipositor hembra en superficies protegidas y ocultas. El lugar donde se pone el huevo depende de la dieta de la forma larvaria. Las mariposas ponen sus huevos en la parte inferior de tipos de hojas específicos que consumirán sus crías. Un ejemplo es la mariposa blanca de la col, cuyas larvas diezman las hojas de la col a medida que acumulan la energía necesaria para la siguiente etapa de la metamorfosis completa.

La cáscara de un huevo de insecto, el corion, es dura. Se forma dentro de la hembra adulta antes de la fertilización, lo que significa que los espermatozoides deben ingresar a través de una red de canales o micropilos que brindan acceso al centro del óvulo a través del corion. De manera similar, el oxígeno se transporta hacia adentro y el dióxido de carbono hacia afuera a través de aeropilos. Los aeropilos no siempre están presentes en el corion de huevos depositados bajo la superficie del agua. En cambio, los gases se difunden pasivamente a través de múltiples poros.

Otra estructura que se encuentra en el corion de los huevos de insectos terrestres y sumergidos es la red de plastrón o el plastrón coriónico que sostiene una fina capa de aire cerca de la superficie del huevo. Esto asegura un suministro de oxígeno, incluso cuando el huevo está cubierto por agua.

Etapa larvaria de metamorfosis completa

La forma de gusano o gusano de una larva de insecto suele estar muy lejos de su forma adulta. Al salir del huevo, su objetivo principal es consumir energía en preparación para los enormes cambios morfológicos de la siguiente etapa de metamorfosis completa. Esto significa que la parte más desarrollada de la anatomía de cualquier larva es el tubo digestivo.

Anatomía de la oruga
Anatomía de la oruga

Las larvas también se presentan con discos imaginales o brotes imaginales que luego forman parte de la anatomía adulta. La mayoría de las larvas pasarán por al menos un estadio o estadio larvario, donde es necesario que la larva se desprenda de la piel para darle espacio para crecer. En larva, este proceso tiene dos etapas: la separación de la cutícula de las células subyacentes ( apólisis ) y el desprendimiento o muda de la pielecdisis ).

La etapa larvaria final se conoce como prepupa; aquí el impulso constante de alimentarse se detiene y la larva se vuelve inactiva.

Etapa pupal de metamorfosis completa

En la etapa de pupa, los discos imaginales del embrión y la larva del insecto se activan. Se produce un proceso cuidadosamente cronometrado de muerte celular y proliferación celular, donde las células larvarias mueren y se descomponen para proporcionar energía para los innumerables procesos involucrados en el desarrollo de un insecto adulto. Un adulto debe poder reproducirse y es en esta etapa cuando se desarrollan los órganos reproductores. La siguiente imagen muestra las distintas etapas de la vida de la hormiga.

Etapas de la vida de las hormigas
Etapas de la vida de las hormigas

La imagen de arriba muestra las diferentes formas de la hormiga, desde el huevo hasta la forma de pupa.

Es importante distinguir entre la etapa de pupa y la estructura de la pupa. En la etapa entre larva y adulto, el insecto se llama farato. La carcasa protectora que rodea al farato se conoce genéricamente como pupa; esto a menudo se deriva de la cutícula endurecida de la larva ahora inmóvil. Otros nombres, como crisálidacapullo y vaso, dependen del tipo de insecto o de materiales de cobertura adicionales, como la seda.

Etapa Imago de metamorfosis completa

La aparición de un insecto adulto de la pupa se denomina eclosión. Las hormonas liberadas al final de la etapa de pupa ablandan la pared del caparazón, permitiendo que emerja el insecto adulto. La caja de la pupa se deja atrás como un caparazón vacío, y por un tiempo el insecto adulto se encuentra particularmente expuesto a los elementos y depredadores.

Esto se debe a que todas las alas están arrugadas y húmedas, y el insecto adulto no puede volar. Hasta que la red venosa de las alas se haya llenado primero con meconio y luego con hemolinfa a través de las acciones de bombeo del abdomen, un insecto alado adulto corre un gran riesgo.

Cuando las alas se han desplegado, las estructuras internas se disuelven y solo se requieren pequeñas cantidades de hemolinfa para circular dentro de las venas de las alas, manteniéndolas muy livianas y eficientes. El insecto ahora es móvil y puede cumplir su objetivo: reproducirse.

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