Explorando las opciones de la historia de vida: Uso de la temperatura y el tipo de sustrato como factores que interactúan para las preferencias de las larvas y las hembras de moscardón

Las moscas, en particular las moscas caliptras muscoides (incluyendo moscardones, moscas domésticas, moscas bot y moscas de la carne, entre otras), exhiben una amplia gama de estilos de vida, que abarcan comportamientos parásitos y necro-saprófagos¹. Las especies parásitas suelen causar miasis, una infestación de tejidos vivos por gusanos (larvas)². En la familia Calliphoridae, tanto las especies parásitas obligadas como las facultativas son las principales plagas del ganado responsables de las pérdidas económicas y el escaso bienestar animal debido a las infestaciones de gusanos 2,3,4,5,6,7. Los parásitos obligados, como los gusanos barrenadores del Nuevo y Viejo Mundo (Cochliomyia hominivorax y Chrysomyia bezziana, respectivamente), son especialmente problemáticos 4,7,8,9,10 junto con los parásitos facultativos, como los moscardones de las ovejas (Lucilia cuprina y Lucilia sericata)^{2,5,6, 7}. Las especies no parásitas, incluidas las saprontocrófagas, se desarrollan en materia orgánica en descomposición y necrótica y se encuentran comúnmente en ambientes insalubres. Su estilo de vida estrictamente no parasitario puede ser utilizado con éxito para la terapia de gusanos, que utiliza larvas de mosca para limpiar heridas de tejidos necróticos^11,12,13. Los moscardones también se utilizan en la ciencia forense, ya que se encuentran entre los primeros organismos en localizar y colonizar cuerpos recientemente fallecidos, y las larvas en desarrollo sirven como medio para estimar el momento de la muerte¹⁴.

Los estilos de vida de los moscardones han sido objeto de diversos estudios de investigación (por ejemplo,15,16,17,18,19,20,21) debido a su importancia en relación con los intereses humanos. Comprender los mecanismos biológicos que gobiernan el estilo de vida de una especie puede proporcionar información valiosa para mejorar los métodos destinados a controlar las especies plaga. Además, la diversidad y la evolución de los estilos de vida de los moscardones ofrecen un contexto ideal para estudiar los orígenes y mecanismos de rasgos complejos (por ejemplo, el parasitismo). El parasitismo debido a gusanos que se alimentan de tejido vivo ha evolucionado de forma independiente varias veces dentro de la familia Calliphoridae^22,23. Sin embargo, la historia evolutiva de los hábitos alimenticios de los moscardones aún se desconoce en gran medida, con estudios restringidos a mapear los hábitos a lo largo de las filogenias (por ejemplo, ^16,19,22) sin la ayuda de ensayos funcionales. Por ejemplo, no se sabe con certeza si los parásitos obligados evolucionaron a partir de generalistas (es decir, parásitos facultativos) o directamente de especies necrófagas. Los procesos moleculares, fisiológicos y conductuales que acompañan a los cambios evolutivos en el estilo de vida también son en gran medida desconocidos.

En este contexto, los parásitos facultativos, como la moscardón de oveja Lucilia cuprina, que pueden desarrollarse como parásitos en un huésped o como necrófagos en cadáveres, ofrecen la posibilidad de explorar los factores y mecanismos que controlan las elecciones de estilo de vida. Lucilia cuprina es una especie cosmopolita conocida por causar el ataque de la mosca de las ovejas, especialmente en Australia, donde se considera una plaga ^3,16. La miasis por L. cuprina también puede ocurrir en otros animales de ganado, mascotas y humanos 3,24,25,26,27,28,29,30. Sin embargo, sus larvas también pueden desarrollarse en tejidos necróticos y materia en descomposición y esta especie ha sido utilizada con éxito en entomología forense ya que es muy rápida para localizar y colonizar cadáveres^31,32,33,34. Aunque el estilo de vida parasitario versus no parasitario de los moscardones está definido por la etapa larvaria, es la hembra adulta la que selecciona el sitio de oviposición. En consecuencia, la hembra adulta influye en gran medida en el estilo de vida de las larvas, ya que estas últimas tienen una movilidad limitada. Sin embargo, la elección de la hembra no implica necesariamente que las larvas prefieran el mismo sustrato cuando se les presenta una opción³⁵. Una hipótesis es que los cambios de comportamiento que llevan a las hembras a poner sus huevos en tejido vivo podrían haber sido parte de un cambio temprano hacia un estilo de vida parasitario. Las preadaptaciones o capacidades fisiológicas de las larvas resultantes habrían sido esenciales para su desarrollo exitoso en el tejido vivo, lo que llevó a la aparición del estilo de vida parasitario. Como tal, los procesos afectados y seleccionados pueden no necesariamente alinearse entre ambas etapas de la vida.

En este contexto, se desarrollaron dos métodos para probar la preferencia de comportamiento en moscardones, en particular, para L. cuprina, con respecto al sustrato de alimentación de las larvas (ensayo de preferencia larvaria) y el sitio de oviposición (ensayo de preferencia femenina). Estos métodos tienen en cuenta dos factores que interactúan: la temperatura y la frescura de la carne. La temperatura fue elegida como un factor crucial, ya que la mayoría de los casos de miasis ocurren en animales homeotérmicos². Por lo tanto, se seleccionó una temperatura de 33 °C como indicador del “factor de estilo de vida parasitario”, mientras que una temperatura de 25 °C (temperatura ambiente) representa el “factor no parasitario”. Se eligió una temperatura de 25 °C por ser representativa de la temperatura media anual registrada en Brasil (Instituto Nacional de Meteorología, INMET). Adicionalmente, se consideraron dos tipos de sustratos cárnicos, ambos de origen bovino: (i) carne fresca suplementada con sangre, imitando el sustrato para el estilo de vida parasitario, que se utiliza para criar al moscardón parásito Co. hominivorax en condiciones de laboratorio³⁶, y (ii) carne podrida de 5 días de edad, emulando el sustrato para el estilo de vida necrófago. El sustrato bovino se utiliza comúnmente para la cría de L. cuprina en condiciones de laboratorio 27,37,38,39, ya que ofrece varias ventajas en términos de disponibilidad, rentabilidad y practicidad^, a la vez que es un sustrato ecológicamente justificable. Otros estudios^40,41 que comparan el efecto de sustratos podridos versus sustratos frescos en moscardones han utilizado sustrato podrido de 7 días de edad (en condiciones anaeróbicas) y mostraron un efecto adverso del sustrato podrido sobre las tasas de desarrollo, supervivencia y crecimiento. Como se sabe que L. cuprina coloniza cadáveres frescos que generalmente están expuestos al aire, decidimos usar carne podrida de 5 días (carne molida) en macetas no herméticas (descomposición aeróbica y anaeróbica) para imitar un sustrato necrófago.

Los diseños experimentales presentados aquí ofrecen la ventaja de discernir las preferencias por los factores individuales, así como sus efectos combinados. Además, los fenotipos puntuados, es decir, la elección del sustrato de alimentación de las larvas y el número de huevos puestos, son directamente relevantes para los aspectos biológicos y ecológicos de las especies de moscardones. La idoneidad de estos protocolos se pone de manifiesto al demostrar su eficacia en L. cuprina. Además, se proporciona un script para el análisis estadístico, que se puede utilizar para comparar los resultados observados obtenidos en L. cuprina con datos aleatorios simulados, lo que garantiza un análisis e interpretaciones estadísticas sólidas.