Evaluación de la productividad de las colonias sociales de la ecspa (Vespinae) y una introducción a la técnica tradicional japonesa de caza de la siera de La Vespula

Se cree que cada especie desarrolla una estrategia óptima para la supervivencia y la reproducción entre una amplia gama de posibles estrategias. En la selección natural, los individuos con rasgos que maximizan el éxito reproductivo de un individuo dejarán más descendencia (y genes) a la próxima generación. Por lo tanto, el número de crías producidas por un individuo puede ser utilizado como un indicador de la aptitud evolutiva relativa del individuo. En un contexto ecológico determinado, la comparación del número de crías producidas en relación con estrategias de comportamiento alternativas puede ayudar a los investigadores a predecir la mejor estrategia para optimizar el estado físico¹.

Los himenópteros sociales (como avispas, abejas y hormigas) tienen un sistema de tres castas diferentes, que son trabajadoras (hembras estériles), reinas (ginesas) y machos¹. Sólo las nuevas reinas (gineces) y los machos cuentan para la aptitud física en la Hymenoptera social. La producción de los trabajadores no contribuye directamente a la aptitud, ya que el trabajador es infértil. Por otro lado, se considera que una reina que puede producir una mayor productividad de colonias (como un mayor número de células totales o un nido más pesado) tiene una mayor aptitud en los Himenópteros sociales, independientemente del número de nuevas reinas y machos realmente producidos (ver , porejemplo,Tibbetts y Reeve² y Mattila y Seeley³). En general, es difícil contar con precisión el número de crías producidas por una colonia de Himenópteros sociales. De hecho, las reinas de muchos insectos sociales viven durante más de 1 año(porejemplo, las hormigas cortadoras de hojas pueden vivir >20 años⁴ y las reinas de abejas pueden vivir 8 años^5). Además, una reina puede producir miles de crías reproductivas en el transcurso de varias semanas o meses, incluso en especies anuales de géneros Vespa y Vespula^6,7,8. Además, la vida útil de los trabajadores es más corta que la de su reina madre, y los trabajadores a menudo mueren lejos de sus nidos. Por lo tanto, incluso si se pudiera contar con precisión todos los adultos en un nido en un momento dado en el tiempo, tal recuento no representaría con precisión el número de crías producidas. Por lo tanto, el número de crías producidas se ha estimado aproximadamente a partir del tamaño del nido, el número de trabajadores en el nido, o el peso del nido en un punto dado en el tiempo^3,9,10. El número de células larvales podría resultar en una sobreestimación de la producción de descendencia cuando algunas células están vacías. El mismo método también podría dar lugar a una posible subestimación de la producción de crías porque los peines de células pequeñas que contienen crías obreras pueden producir dos o tres cohortes de larvas^6,7,11.

El primer objetivo de este trabajo es proporcionar un método mejorado para estimar la productividad de la colonia de la aersión vespina en términos del número de adultos producidos. Yamane y Yamane sugirieron que la mejor manera de estimar el número de crías producidas por una colonia es contar la meconia en el nido^12. La meconia es el pellet fecal que comprende el contenido de cutícula larval, intestino y intestino que una larva deja en su célula al puratizar(Figura 1A). El número total de meconia producida por peine se calcula multiplicando el número total de células presentes por el número promedio de meconía por célula. A menudo hay varias capas de meconia en una celda, y cada meconía indica que un individuo pupa con éxito en esa celda^6,11 (Figura 1B). Al estimar el número medio de meconia por celda, si el número de células examinadas es pequeño (un tamaño de muestra pequeño), el error estándar (SE) aumenta y, como resultado, el error para el número total de meconia por peine es mayor que si el tamaño de la muestra fuera mayor. La SE de la media (SEM) es una medida de la dispersión de los medios de la muestra alrededor de la media de la población. Por lo tanto, en este estudio, me concentro en el SEM del número de meconia por célula para estimar la población (el número de adultos producidos) a partir de la media de la muestra (el número promedio de meconía por célula). Este estudio intenta determinar cuántas muestras se requieren para obtener una tasa SE inferior a 0,05 por celda. Para ello, se realiza una simulación numérica con datos reales sobre el número de meconia por peine, para determinar el tamaño mínimo de la muestra (tanto para los peines de trabajador como de la reina) necesario para estimar este valor con precisión dentro de la SE definida de 0,05.

Las colonias de avispa Vespine viven en nidos ocultos (subterráneos o aéreos) compuestos por múltiples peines horizontales, construidos en serie de arriba a abajo^6,7,11. El tamaño promedio de las células aumenta desde el primer peine (superior) hasta el último peine (abajo). En los peines inferiores, se puede ver un cambio repentino en el tamaño medio de la celda. Estas células más anchas están construidas para el desarrollo de nuevas reinas. Por lo tanto, se puede obtener una estimación más precisa de la productividad de la colonia(es decir,el número de individuos producidos) cuando se considera el número total de meconia en las células trabajadoras (células pequeñas) y células reinas (células grandes). Con el fin de estimar la aptitud a nivel de colonia, los investigadores podrían estimar el número de reinas producidas y centrarse en la meconia solo en las células reinas. En cuanto a los machos reproductores, estos se crían en células de obrero o reina, dependiendo de la especie. Por lo tanto, puede ser difícil estimar la producción masculina de una colonia, excepto en especies donde los machos tienen un tercer tamaño de celda único¹³ (porejemplo, Dolichovespula arenaria).

El segundo objetivo de este trabajo es presentar una técnica útil para localizar colonias de avispa vespina silvestre en el campo y trasplantarlas en cajas de nidos de laboratorio. Aunque algunos investigadores obtienen nidos de avispas de llamadas de control de plagas(es decir,personas que los reportan como plagas^14,15),este método no siempre es posible o deseable. Los investigadores podrían necesitar recoger nidos en áreas silvestres y habitadas donde los controladores de plagas no operan, o llevar a cabo su investigación obteniendo de manera más flexible nidos en momentos específicos. Curiosamente, las personas que viven en las zonas montañosas del centro de Japón tradicionalmente recogen y retrasan avispas (Vespula shidai, Vespula flaviceps, y Vespula vulgaris) para la comida. Por lo tanto, las técnicas de recolección y cría artificial para estas avispas están bien desarrolladas en esas áreas^17.

Este documento también resume los métodos empleados para las avispas posteriores de Vespula. El organismo experimental para este estudio fue V. shidai,una avispa social que habita en el oeste de Asia y Japón. V. shidai posee el mayor tamaño de colonia entre todas las avispas vespinas japonesas, con un total de 8.000 a 12.000 células por nido, con un máximo de 33.400 células^14,18. Los trabajadores de V. shidai tienen un peso húmedo promedio de 67,62 x 9,56 mg. Los machos suelen ser criados en celdas de trabajo; en cambio, las nuevas reinas se crían en celdas de reina smás amplias y especialmente construidas^14.

Figura 1: Meconio en una célula larval. (A) Sección transversal de un peine de Vespula shidai. Meconia está indicado por flechas rojas. (B) Dos meconia están en capas. Cada flecha azul indica un meconio. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.