1

Tablas de vida en 2 colonias de una población de ho rmigas con diferente sustrato alimentario.

Natalia Sánchez Vargas, Smit Leonardo Bobadilla 1 Resumen Las tablas de vidas permiten observar la tasa de supervivencia de una población teniendo en cuenta el contexto ecológico. En este trabajo, se pretende realizar una comparación entre las tasas de supervivencia de una población de hormigas dividida en dos colonias y en formicarios diferente, cada uno con condiciones ambientales controladas en los que se modifico el sustrato alimenticio, uno con panela y el otro con miel. Las hormigas fueron recogidas en el corregimiento de Nilo, Cundinamarca, los datos fueron obtenidos en una tabla de vida horizontal, los resultados muestran que el formicario sostenido con sustrato de panela presenta una menor tasa de mortandad, lo que puede estar representando una mayor concentración de nutrientes y una mejor asimilación de la panela por parte de las hormigas. Palabras claves: Hormigas, tablas de vida, Densidad poblacional, ecología de poblaciones, formicarios Abstract Life tables allow us to observe the survival rate of a population taking into account the ecological context. In this work is to make a comparison between the survival rates of a population of ants divided into two different colonies in formicaria, each with controlled environmental conditions in which the substrate was modified food, one with brown sugar and the other with honey. The ants were collected in the village of Nilo, Cundinamarca, data were obtained in a horizontal life table, the results show that sustained formicaria panela substrate presents a lower mortality rate, which may represent a greater concentration of nutrients and a better assimilation of sugar cane by the ants. Keywords : Ants, life tables, population density, population ecology, formicaria Introducción Las hormigas, son organismos muy interesantes los cuales llaman la atención por su intrincado proceso social en el cual muchos biólogos estarán de acuerdo en afirmar que sus procesos de comunicación y cohesión social generan sentimientos de inquietud y admiración, por lo cual, ellas mismas generan un deseo de estudio. Sumado a esto, su densidad poblacional, la cual tiende a variar dependiendo de las condiciones de su ambiente, generar una observación de la supervivencia, natalidad y mortandad.

Para esta observación, se utilizaron tablas de vida de tipo horizontal la cual se realizo en un momento especifico sobre la población observada, a comparación de la tabla de vida que comienza con un población imaginaria (Rabinovich, 1980).

El trabajo experimental con dos colonias de hormigas, permite a su vez contrastar los conceptos teóricos con el trabajo experimental lo cal constituirá un factor determinante en el aprendizaje de los conceptos y teoremas de la ecología de poblaciones.

1 Aspirantes a licenciatura en Biología de la Universidad Pedagógica Nacional. Colombia. 2010.

2

La ecología estudia las interacciones que establecen los organismos entre sí y con su ambiente físico. Se propone comprender la forma en que los seres vivos afectan y son afectados por los factores bióticos y abióticos. También tiene como objetivo definir de qué manera estas interacciones determinan los tipos y las cantidades de organismos presentes en un momento y un lugar determinados (Primack, 2001). Por otro lado, la población es un grupo de organismos de una misma especie que se reproducen entre sí y conviven en el espacio y en el tiempo. Entre las propiedades de las poblaciones se encuentran los patrones de crecimiento y de mortalidad, la estructura etaria, la densidad y la disposición espacial. El tamaño de una población puede variar en forma notable a través de los años. Esta variación puede tener efectos profundos, tanto positivos como negativos, sobre las poblaciones de otras especies (Primack, 2001). La tasa de crecimiento de una población es igual al producto de la tasa de reproducción per capita, multiplicada por el número de individuos presentes. Esta tasa indica el número de individuos que habrá en la población luego de transcurrido cierto tiempo. Si la tasa de reproducción per capita es mayor que 1, la población aumentará de tamaño; si es menor que 1, la población irá decreciendo hasta extinguirse. En ausencia de migración neta, el cambio en el tamaño poblacional es igual a la tasa de natalidad menos la tasa de mortandad. Así, cuando el número de individuos aumenta a un ritmo constante, se dice que una población aumenta con un crecimiento exponencial (Rabinovich, 1980). El patrón de mortalidad afecta el tamaño, la composición y la estructura etaria de una población. En las especies cuya duración de vida excede la edad reproductiva, el conocimiento de la estructura etaria permite predecir cambios en el tamaño de la población (Rabinovich, 1980). La densidad de una población es el número de individuos por unidad de área o de volumen. La descripción de la disposición espacial proporciona información adicional sobre la población. Los tres patrones básicos de disposición espacial son las distribuciones al azar, agrupada y regular. Los patrones de disposición espacial pueden variar estacionalmente, en las diferentes etapas del ciclo vital o debido a fluctuaciones en los recursos más importantes (Rabinovich, 1980). Las proporciones relativas entre las cantidades de tiempo y de energía que los organismos asignan a distintas actividades varían a lo largo de sus vidas. El balance en la distribución de la energía destinada al mantenimiento de las funciones vitales, al crecimiento y a la reproducción, da por resultado un patrón llamado estrategia adaptativa o historia de vida, que hará a cierta población competitivamente exitosa en ciertas condiciones ambientales (Primack, 2001). Las hormigas son insectos sociales que viven en colonias con castas y división de trabajo bien definido, casi todas las colonias son formadas por castas de hembras ápteras y estériles y una casta reproductora de machos y hembras aladas y fértiles conocidas cómo las reinas (Borror, 1985).

3

Las obreras se encargan de la supervivencia, construcción y mantenimiento del nido, rechazo de intrusos, recolección de alimento, cuidado de los huevos, larvas y pupas (Mcgavin, 2002). Sus características morfológicas consisten en antenas acodadas de 6 a 13 segmentos, con un pedicelo estrecho entre el tórax y abdomen que si se mira de lado poseen una o dos protuberancias distintivas (Borror, 1985).

Figura 1. Morfología de las hormigas (Formicidae) (Mcgavin, 2002).

La alimentación en las hormigas se basa en una gama un poco estrecha de alimentos, las preferencias del alimento cambian durante el curso de una estación. Los períodos de la alta producción de huevos, requiere que las hormigas de forraje lleven las proteínas a la reina, o a las reinas, mientras que en otras veces los forrajeras pueden preferir recolectar las azúcares o las grasas para sus propias necesidades energéticas o promover crecimiento larval (Rhitmez, 1999). Los adultos no pueden ingerir partículas duras o sólidas del alimento, solamente ingerir los líquidos que se aspiran del material del alimento o de partículas más pequeñas en suspensión. Las hormigas del forraje traen el alimento o el agua de nuevo a la colonia y la pasan a otros trabajadores de jerarquía por trofolaxis (mecanismo mediante el cual las hormigas se alimentan unos a otros o transfieren feromonas. Esto es una alimentación de boca en boca, en el cual los aparatos bucales de los insectos entran en contacto y traspasan entre ellas nutrientes o sustancias de reconocimiento como las feromonas. Puede tener lugar entre dos adultos o entre adulto y larva) (Rhitmez, 1999). En la alimentación de las hormigas se utilizara dos dietas diferentes, una para cada colonia, esta alimentación tendrá en cuenta los requerimientos nutricionales de las hormigas por lo cual se decidió tomar miel y panela hidrolizada. Las características nutricionales de cada sustrato alimenticio se presenta en la tabla 1 (Min Economía, 2004).

4

Tabla 1. Contenido nutricional de la panela y de la miel (Min economía, 2004).

Metodología Para el desarrollo del trabajo fue necesaria la construcción de dos formicarios de tamaño 30.5 X 33 cm, en los cuales se depositaron las hormigas con todas sus castas para posibilitar la sobrevivencia de la colonia. Entre los formicarios se variaron los alimentos, por lo que al formicario 1 se le dio alimento a base de panela y al formicario 2 una alimentación a base de miel. Por medio de las tablas de vida se observo la abundancia y mortandad de los individuos de cada formicario, para establecer, por métodos estadísticos, la dinámica poblacional. Para esto, se conto el número de huevos recolectados, ya que a partir de los individuos en este estadio se comenzó a tomar los datos para desarrollar e implementar la tablas de vida tipo horizontal. (Rabinovich, 1980). La recolección de las hormigas se realizo el 30 de marzo de 2010, en el corregimiento de Nilo, municipio de Tibacuy, departamento de Cundinamarca. Colombia. Estas hormigas se encontraron muy asociadas a los cultivos de mango y naranja presentes en la zona.

Figura 2. Representación de los formicarios (Rhitmez, 1999).

5

Análisis y resultados La recolección de las hormigas implico recolectar todas las hormigas de hormigueros con todas sus castas, la reina, las obreras y los soldados, poseen una marcado polifenismo, lo que podría llevar a pensar que son diferentes especies. La reina es la hormiga más grande y posee alas, los soldados tiene el abdomen alargado a comparación de las demás que tienen el abdomen ovalado, las obreras son pequeñas en comparación de la reina además de ser ápteras. Se procedió a contar el número de hormigas en estado adulto o imago en el formicario 1, donde el sustrato alimenticio era panela, este poseía un menor número de individuos que el hormiguero 2 (325 adultos, en el primer hormiguero y 398 en el hormiguero 2) lo que genero que se hiciera un descarte de las hormigas de formicario 1 para controlar su densidad poblacional, además se contaron el numero de huevos, ya que de estos se partiría la toma de datos, la cantidad de datos en huevos fueron igualmente mayor en el formicario 2 (formicario 1 con 88 huevos en el formicario 2 con 126 huevos), para lo cual se pasaron huevos de formicario a otro con el propósito de equilibrar los datos, sin embargo se observo que las hormigas de formicario 1 comenzaron a rechazar los huevos implantados, por lo que se descarto el excedente de huevos del formicario 2.

Tabla 2. Tabla de vida formicario 1 alimentado con panela

La población inicial fue de 88 huevos, se tuvo en cuenta la densidad de adultos ya que estos se encargan de proteger y alimentar a las larvas y huevos hasta su estadio final, se observaron 8 estados de larva de tipo vermiforme en la cual se iban diferenciando por su tamaño, hasta pasar a pupa exarata y luego a imago, en la tabla 2 se presenta el numero de sobrevivientes, la proporción de sobrevivientes en cada instar desde la población inicial, la tasa de mortalidad en cada etapa, junto con la tasa de mortalidad específica para cada individuo en cada etapa y por ultimo la probabilidad y promedio de sobrevivencia. En la tabla 2 los datos muestran que la tasa de mortandad es muy baja de etapa a etapa, esto debido a su alto cuidado por parte de las hormigas obreras, se podía observar que cuando había condiciones de luz prolongada las hormigas cargaban el total de huevos o larvas dependiendo de su estadio a lugares un poco más oscuros. También se observa que el promedio de sobrevivencia se mantenía sin muchas fluctuaciones sin embargo, en la edad adulta el promedio de sobrevivencia era demasiado bajo a comparación de los demás

6

datos, lo anterior debido a que al llegan a adultas dejan de depender del grupo y dependen de ellas mismas, aunque vivan en sociedad su cuidado es personal. Sin embargo, la probabilidad de supervivencia entre dos etapas sucesivas tiene un menor margen en la etapa de huevos, lo que implica que los huevos son mucho más frágiles que las demás etapas, es posible que esta sea la razón de que haya un mayor número de hormigas encargadas de cuidar los huevos en comparación con las otras etapas.

Grafico 1. Diagrama de la tasa de supervivencia del formicario 1

Se observa que la tasa de supervivencia de la poblacion va disminuyendo de manera gradual, casi constante en su descenso, esto puede ser debido a que las condiciones ambientales son controladas, los datos muestran que el numero de individuos que mueren en cada grupo de edad posee una caida muy leve entre cada etapa esto puede ser debido al cuidado de las hormigas por las larvas y huevos. La tasa de mortalidad especifica muestra que en la etapa de huevo y en el antepenultimo instar o larva 8 la mortalidad es la mas alta, esto puede ser debido, primero a que los huevos son muy fragiles y segundo a que es el ultimo instar en larva y si no tuvo el cuidado suficiente no podrá pasar al suguiente estado metamorfico.

7

Tabla 3. Tabla de vida formicario 2, alimentado con miel

En la tabla 3 los datos prueban que la tasa de mortandad es muy baja de etapa a etapa, el promedio de sobrevivencia cae de manera casi proporcional, en comparación con los datos de la tabla 2 no hay un cambio drástico en los datos, aunque la tabla 3 presente un promedio de sobrevivencia más baja en tres puntos. La probabilidad de supervivencia entre edades sucesivas tampoco muestra un cambio drástico, sin embrago, en comparación con los datos anteriores el formicario 2 muestra que la probabilidad de sobrevivencia es menor a comparación de los demás datos en el último instar y en la etapa de huevo, por lo mencionado anteriormente sobre la fragilidad de esta etapa y por el cambio brusco en su estado metamórfico.

Grafico 2. Diagrama tasa de supervivencia de formicario 2

La proporcion de sobrevivientes es muy semejante al formicario 1, en comparacion con la grafica 1 se observa que la caida es lineal lo cual no es muy diferente ya que cae de manera gradual lo que tambien esta implicito con el alto cuidado de las hormigas obreras con respecto a los huevos, pupas y larvas, sin embargo, hay una pequeña diferencia en las

8

primeras etapas pues habia una proprcion de sobrevivientes no muy significativo con el formicario 1, y luego el formicario 1 muestra una proporcion de sobrevivientes un poco mayor en comparacion al formicario 2. Los datos obtenidos presentan muy pocas diferencias, no obstante estas diferencias permiten hacerce una idea de la imporatancia nutricional de los 2 tipos de sustratos alimenticios, esto puede ser debido a que el porcentaje de asimilacion de la miel sea un poco mas bajo que el de la panela, sin embargo, esto es dificil de comporbar con estos datos ya que no da una caracterizacion muy grande acerca de, con cual de los dos sustratos es mas eficiente. Observando el contenido nutricional de los dos sustratos se observa que posee más concentracion de proteinas y de azucares la miel, sin embargo la tabla de vida muestra que fué menos eficientes el formicario 2. Bibliograficamente, en el cuidado, crecimiento y desarrollo de hormigas en condiones ex situ la alimentacion a base de panela es la más indicada por que es mas facil de asimilar por el organismo (Stadler, 2007). Aunque una de las formas que las hormigas tienen para reponer las bajas concentraciones al alimentarse de panela es consumir una mayor cantidad, esto se supone ya que al hacer el cambio semanal de comida para poner sustrato mas fresco ya que la panela y la miel estaban disueltas estas tendian a fermentarse, se notaba que el tubo que poseia panela estaba en menor proporcion que el tubo con miel, las proporciones de panela y miel eran iguales ya que esta era otra variable controlada. Parte de las conclusiones presentadas por los datos fueron comparadas con Taylor (1977), el cual habla de experimentos realizados con hormigas para observar cambios comportamentales donde se menciona el cuidado y la forma de reparticion de funciones en las colonias de hormigas, se ve gran relacion de lo mencionado en este articulo con lo observado y lo evidenciado con los datos ya que parte de la tasa de sobrevivencia que poseen las hormigas y que posiblemete tambien pudo generar problemas para identificar la asimilacion de sustrato en las hormigas, es esas condiciones de proteccion hacia los huevos, larvas y pupas. Conclusiones

• El cambio de sustrato alimenticio entre miel y panela no parece ser una variable significativa para afectar los procesos poblacionales.

• Al contrastar la teoría con la práctica se observa que la extrapolación de los datos con la conducta social de la población puede presentar muchas características observadas por los investigadores que son muy difíciles de describir

• La tasa de mortalidad tiende a ser baja gracias a los excesivos cuidados de las obreras a los huevos, larvas y pupas.

• Las condiciones ambientales controladas usando formicarios pueden permitir generar muchos más trabajos de ecología poblacional permitiendo medir crecimiento exponencial, densidad poblacional, estructura etaria.

Bibliografía

• BORROR D. 1985. Insects. Peter Field Guides. • CERNA E. 2010 Tabla de vida de Oligonychus punicae en hojas de aguacate (Persea

americana) variedades Hass, Fuerte y Criollo. Universidad Nacional de Colombia.

9

• PRIMACK R. et al. 2001 “Fundamentos de conservación biológica: perspectivas latinoamericanas Editorial Mc graw Hill

• RHITMEZ E. 1999. Entomología para principiantes. Editorial • MCGAVIN, G. 2002.Entomologia esencial. Editorial Ariel • Ministerio de la Economía Nacional, Colombia. 2004 “Directorio industrial nacional: industria

Manufacturera colombiana” Departamento Administrativo Nacional de Estadística. • RABINOVICH. J. 1980, Introducción a la Ecología de poblaciones animales. Consejo Nacional

para la Enseñanza de la Biología. Mexico. • STADLER B, DIXON T. 2007, Mutualism, ants and their insects partners. Cambridge

university press. • TAYLOR, F. 1977. Foraging behaviour of ants: experiments with two species of myrmecine

ants. Behavioral Ecology and Sociobiology. Journal science • TIRADO G. 2006 “Tabla de vida para Phoracantha semipunctata (Cerambycidae). Perforador

de los eucaliptos. Revista Española de ciencia. • WILSON E.O. 1990. Ants. Editorial Mariane Pearloc.