Al comparar el tamaño del espermatóforo de las hembras que copularon dos veces con machos vírgenes, se encontró que el tamaño del primero (0.028 ± 0.0053 mm2) y del segundo espermatóforo (0.035 ± 0.0083 mm2) fue similar (t pareada=0.561; gl=8; p=0.605).
El área del espermatóforo de las hembras que sólo copularon una vez (0.0303 ± 0.0022 mm2) fue similar (t=0.33; gl=18; p=0.745) al primer espermatóforo que recibieron las hembras que copularon dos veces (0.028 ± 0.0053 mm2). Es decir que el área del espermatóforo recibido no influyó en el comportamiento de re-apareamiento de las hembras de C. decolora.
Días después del apareamiento 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 No. promedio de huev os ov ipos itados / hem bra / dí a 0 50 100 150 200
Hembras copularon una vez Hembras copularon dos veces
Fig. 19. Número promedio de huevos ovipositados por día por hembras de 4 d de edad
que copularon una (n=15) o dos veces (n=5) con machos vírgenes de 2-4 d de edad.
Días después del apareamiento
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 N o. p ro med io d e hu ev os f értiles / he mbr a / dí a 0 50 100 150 200
Hembras copularon una vez Hembras copularon dos veces
Fig. 20. Número promedio de huevos fértiles ovipositados por día por hembras de 4 d
de edad que copularon una (n=15) o dos veces (n=5) con machos vírgenes de 2-4 d de edad.
6. DISCUSIÓN
La fecundidad y la fertilidad de C. decolora estuvieron influenciadas por la edad a la cual se aparearon ambos sexos, reduciéndose ambas variables conforme se retrasó el apareamiento.
El antecedente directo es aquel de Rojas y Cibrian (1994) que reportan que las hembras de C. consueta (= C. decolora) alcanzan su mayor potencial a los 2 d de edad al apareamiento, mientras que en éste trabajo se encontró que las hembras alcanzaron su mayor potencial reproductivo a los 4 d de edad al apareamiento. Una explicación a estas diferencias es que las condiciones ambientales a las que fueron criadas y la dieta con la que se alimentaron ambas palomillas fueron diferentes.
En el trabajo de Rojas y Cibrián (1994), las condiciones de cría de los insectos fueron 25 ± 2 ºC y 65 ± 5 % HR y un fotoperiodo de 14:10 h (oscuridad / luz), mientras que en nuestro trabajo las condiciones fueron 20 ± 5 y 50 ± 5 % HR y un fotoperiodo de 12:12 h (oscuridad / luz). Además de que la dieta difiere en algunos componentes proteicos en su caso utilizan polvo de frijol pinto, alfalfa deshidratada y salvado de trigo, mientras para este trabajo se utilizó harina de maíz siendo el resto de los componentes de la dieta los mismos.
Acatitla et al. (2004), encontraron que de cinco dietas que probaron en C.
incommoda, sólo dos dietas produjeron huevos fértiles, siendo la dieta que utilizaron
Rojas y Cibrían (1994), la que presentó mayor fertilidad, además de mayor longevidad de adultos y mayor peso de pupas.
En condiciones de campo los valores de fecundidad y fertilidad pueden ser diferentes ya que las palomillas tienen a su hospedero original del cual se alimentan y éste tiene las sustancias necesarias que probablemente les ayudan a crecer más rápido y
ser más grandes, lo cual se puede reflejar en un incremento en su potencial reproductivo. Flores (2003) menciona que C. incommoda al ser criada con coliflor, el desarrollo de la larva y la fertilidad es mayor que con brócoli.
Estudios previos muestran que el retraso en el apareamiento reduce el potencial reproductivo de la hembra en algunas especies de lepidópteros como Spodoptera exigua (Rogers y Marti, 1996), E. kuehniella (Xu y Wang, 2009a), A. velutinana y P. pyrusana (Stelinski y Gut, 2009) y C. suppressalis (Jiao et al., 2006).
Sin embargo, estos estudios evaluaron el efecto del retraso en el apareamiento en el potencial reproductivo con parejas con varias combinaciones de edades y el otro sexo con una edad fija o con parejas de las mismas edades. Con lo cual solo evaluaron el efecto de la edad de un sexo, generalmente el de la hembra.
Por ejemplo, en el trabajo de Rojas y Cibrián (1994), cuando evaluaron el efecto del retraso de la edad de la hembra en su fecundidad y fertilidad, no mencionan si una vez que terminaron de copular los insectos fueron separados, ya que mencionan que si el macho moría era remplazado con otro. Esto hace pensar que dejaban a las parejas en las jaulas y que podían copular más de una vez. Además mencionan que las hembras al final fueron disecadas para cuantificar el número de espermatóforos. Es importante mencionar que estos autores probaron cuatro edades para las hembras y una edad para los machos, mientras que con C. decolora se utilizaron cinco edades para las hembras y dos edades para los machos y se tuvo una cópula, lo que permite controlar el apareamiento múltiple y el efecto de la edad de ambos sexos en el potencial reproductivo de la hembra. Similar metodología la realizaron Jiménez-Pérez y Wang (2003a) en C. jactatana encontrando que la edad de ambos sexos al apareamiento influye en el potencial reproductivo de la hembra
Algunos cambios fisiológicos que se dan en los insectos conforme incrementa su edad son por ejemplo que las hembras de edad avanzada que no se han apareado ponen huevos no fértiles, así reducen el número de éstos que puede potencialmente ser fertilizados al momento de aparearse (Foster y Howard, 1999), éste mismo fenómeno se observó en este trabajo con C. decolora.
Otra posible explicación a la disminución del potencial reproductivo con el envejecimiento de la hembra es que cuando el macho transfiere su eyaculado a la hembra, la fisiología de ésta ha cambiado y las sustancias que promueven la formación y maduración de los huevos que acompañan al esperma no logran algún efecto o éste sea menor al esperado (Proshold, 1996; Gillot, 2003).
También éste trabajo muestra que las hembras ligeras de C. decolora presentan una reducción significativa en su fecundidad y fertilidad que las hembras medianas y pesadas. Resultados similares se han encontrado en otros trabajos con palomillas como el tortrícido C. jactatana (Jiménez-Pérez y Wang, 2004a), el pirálido E. kuehniella (Xu y Wang, 2009a) y la mariposa Cyclargus thomasi bethunebakeri (Lycaenidae) (Trager y Daniels, 2011); donde aquellas hembras que tenían mayor peso son las que presentaron mayor fecundidad y fertilidad. De forma similar Calvo y Molina (2005), encontraron una relación entre fecundidad y peso de la pupa de S. panda, hembras más grandes presentaron mayor fecundidad que las hembras pequeñas.
Trabajos previos han encontrado que la fecundidad se relaciona linealmente con el peso de la hembra, debido a esto, el peso es generalmente aceptado como un indicador de la fecundidad potencial. Así, hembras pesadas tienen más huevos disponibles para fertilizar (Bonduriansky, 2001). Sin embargo, los organismos no
incrementan en peso continuamente (Blanckenhorn, 2000) sino que hay un límite o un tamaño óptimo.
En éste trabajo se muestra que el potencial reproductivo incrementa asintóticamente con el peso de la hembra de C. decolora por lo que sugiere que hay un límite de peso es decir un tamaño óptimo como lo señala Blanckenhorn (2000).
La selección por el tamaño ó peso más grande tiene consecuencias, por ejemplo, un incremento en la fecundidad arriba de cierto nivel puede incrementar el riesgo de mortalidad de la hembra o el riesgo de depredación (Blanckenhorn, 2000).
También la fecundidad y la fertilidad de una hembra estuvieron influenciadas por el número de veces que el macho se apareó en su vida.
Los machos de C. decolora que tienen su segundo apareamiento producen un espermatóforo más pequeño que el de su primer apareamiento. Este hecho soporta la hipótesis de que la producción del eyaculado es costosa y limitada (Svensson et al., 1998). Resultados similares se encontraron en C. cautella (McNamara et al., 2007) y C.
jactatana (Jiménez-Pérez y Wang, 2004b).
Los machos de C. decolora produjeron espermatóforos más pequeños en su segundo apareamiento y las hembras que se aparearon con machos previamente apareados presentaron menor fecundidad y fertilidad. Esto sugiere que espermatóforos más pequeños contienen menos esperma y menos nutrientes y sustancias proteicas, reduciendo el potencial reproductivo de la hembra. Estos resultados concuerdan con lo encontrado en machos de C. jactatana (Jiménez-Pérez y Wang, 2004b).
Hay trabajos que sustentan que el apareamiento múltiple del macho disminuye la cantidad de esperma que transfiere a sus parejas, por ejemplo, en C. cautella se encontró
incremento de apareamientos del macho (McNamara et al., 2007). De forma similar en
H. armígera, reportan que el número de esperma apyrene y eupyrene en el primer
espermatóforo fue mayor que en el segundo y tercer espermatóforo producido por el macho (Teng y Zhang, 2009). Se sugiere que en C. decolora podría suceder este fenómeno, lo cual se reflejó en la disminución de la fecundidad y fertilidad conforme el número de apareamientos del macho aumentó.
En este estudio se encontró que los machos de C. decolora pueden aparearse hasta 4 veces, sin embargo, Rojas y Cibrián (1994), reportan que se aparean en promedio 2.4 veces en condiciones de laboratorio. Ellos aparearon un macho de 1 d con una hembra de 2-3 d de edad y cada dos días se reemplazaba con otra hembra de la misma edad y se repitió 15 veces, pero no especifica por qué cada dos días se remplazaron las hembras y no diariamente, tampoco especifica cuando detuvieron el experimento. Se sabe que una consecuencia del apareamiento para la hembra es la aparición de un periodo refractario (Wedell, 2005) y es probable que una hembra que aceptó un apareamiento no sea receptiva a las 24 horas.
Rojas y Cibrián (1994), reportan que en esta especie, las hembras se aparean en promedio 2.5 veces en laboratorio, mientras que en condiciones de campo, las hembras de esta especie se aparean en promedio 2.7 veces (Castrejón y Cibrián, 2000), ambos números mayores a los encontrados en este trabajo.
En el trabajo de Rojas y Cibrián (1994), utilizaron una metodología diferente a la de éste trabajo ya que colocaron machos y hembras en jaulas, pero no especifican cuántos insectos colocaron, sólo mencionan que al morir, 100 hembras fueron disecadas para cuantificar los espermatóforos que se encontraba en su abdomen, sin embargo esta metodología no permite conocer el periodo refractario de las hembras.
El hecho de que Rojas y Cibrián (1994), mencionan que las hembras se aparean 2.5 veces en laboratorio puede deberse a la cantidad de insectos que colocaron en las jaulas, debido a que en laboratorio se ha observado que entre más cantidad de insectos estén presentes, se aparean más parejas, en nuestro caso sólo colocamos tres machos para que copularan con uno de ellos.
En condiciones de campo C. decolora se aparea 2.7 veces y se encontraron pocas hembras hasta con cuatro espermatóforos lo cual indica que en campo las condiciones son diferentes. Está en su hospedero original, hay mayor competencia por el alimento, la cantidad de machos y hembras disponibles para reaparearse es diferente, mientras que en laboratorio las hembras tuvieron acceso a tres machos diariamente para copular sólo con uno de ellos.
En este trabajo se encontró que el reapareamiento de hembras de C. decolora no incrementa su capacidad reproductiva. Resultados similares se encontraron en P.
xylostella (Wang et al., 2005), C. cautella (McNamara et al., 2008a), A. alcinous
(Kawagoe et al., 2001). Sin embargo, nuestros resultados contrastan con los encontrados en C. jactatana (Jiménez-Pérez et al., 2003b) en donde el reapareamiento incrementa su potencial reproductivo, el cual puede ser atribuido a la transferencia durante el apareamiento de más esperma y más sustancias derivadas del macho.
El modelo de Bogg´s (1990) del rol de los nutrientes donados por el macho en la reproducción de insectos predice que el reapareamiento podría ser importante en especies donde las hembras emergen con pocos o con huevos no maduros, los adultos se alimentan en una dieta baja en proteínas y las larvas son sujetas a estrés y competencia por el alimento como sucedió en C. jactatana ya que fueron criadas en forma masiva (Jiménez-Pérez et al., 2003b), en C. decolora no sucedió ya que si bien es cierto que los
primeros 10 d se crían los insectos en forma masiva, después son criados en forma individual con acceso ilimitado al alimento, por lo que se considera que no sufrieron de competencia por el alimento o espacio.
La fecundidad y la fertilidad de C. decolora estuvieron influenciadas por la edad a la que se aparearon tanto de las hembras como de los machos así como el peso que la hembra presentó al apareamiento y el número de veces que se aparearon los machos en su vida. Sin embargo no fue el caso para el apareamiento múltiple de la hembra.
Las hembras de C. decolora pesadas así como aquellas que recibieron el primer eyaculado y las hembras que copularon dos veces presentaron periodos de oviposición más largos que las hembras ligeras, las hembras que recibieron el segundo eyaculado producido por el mismo macho y las hembras que copularon una vez, respectivamente. El beneficio de presentar periodos de oviposición mayores es que mantienen una tasa baja de oviposición diaria durante un periodo largo de tiempo, incrementando la probabilidad de sobrevivencia de su descendencia (Oberhauser, 1997; Xu y Wang, 2009b).
En el caso del reapareamiento de la hembras, probablemente aquellas hembras que se reaparearon no fue para incrementar su fecundidad sino porque necesitaban esperma para fertilizar sus huevos ya que su primer apareamiento a pesar de transferirles un espermatóforo probablemente no contenía esperma fértil o suficiente como lo menciona Ridley (1988) y alargan su periodo de oviposición y su longevidad.
La longevidad de ambos sexos no se vio afectada ni por la edad a la cual se aparearon, ni por el peso que la hembra presentó ni por el número de veces que el macho se apareó en su vida. Resultados similares fueron encontrados en C. xami
(Cordero, 2000), O. leucostigma y O. antiqua (Tammaru et al., 2002) y C. cautella (McNamara et al., 2008a).
Sin embargo, en los trabajos de Jiao et al., (2006) y Stelinski y Gut (2009), si encontraron que la longevidad de hembras de A. velutinana se incrementa conforme se retrasa la edad de su apareamiento. Proshold et al., (1982) sugieren que reabsorber nutrientes por hembras vírgenes que experimentan retraso en el apareamiento prolonga su longevidad mientras disminuye su tiempo para fecundar (Wenninger y Averill, 2006). Pero también la longevidad podría disminuir debido a la reproducción continua puede utilizar recursos que normalmente se destinan al mantenimiento somático (De
7. CONCLUSIONES
El retraso en la edad del apareamiento del macho y la hembra se refleja en la disminución de la fecundidad y fertilidad.
La capacidad reproductiva de la hembra está directamente relacionada con su peso.
La capacidad reproductiva del macho disminuye conforme aumenta el número de apareamientos.
El reapareamiento de las hembras de C. decolora no aumenta su capacidad reproductiva, pero si su longevidad.
El tamaño del espermatóforo no influye en el comportamiento de reapareamiento de las hembras de C. decolora.
La longevidad no es afectada por la edad a la cual se aparean los insectos, ni por el peso ni por el apareamiento múltiple del macho.
8. PERSPECTIVAS
A pesar de que con el presente trabajo se conoce más acerca del sistema de apareamiento de C. decolora, surgen muchas preguntas.
Ahora sabemos que el peso de las hembras es un factor que influye en la fecundidad y la fertilidad de C. decolora, estos resultados podrían ayudar en un futuro en una alternativa de manejo, pero deben realizarse más trabajos acerca del sistema de apareamiento del insecto, por ejemplo, se desconoce el efecto del peso de la hembra y macho en la selección de sus parejas. Es decir si machos discriminan entre hembras de diferente peso para aparearse o viceversa, si las hembras discriminan el peso de los machos para aparearse. Lo cual ayudará a tener más elementos que se pudieran utilizar en la técnica del insecto estéril. Por ejemplo, aquel peso de los machos que las hembras prefieran para aparearse podrían criarse en forma masiva y esterilizarlos y liberarlos al campo para que se apareen con las hembras.
También sabemos que la edad al apareamiento y el apareamiento múltiple de las palomillas influyen en su potencial reproductivo. Estos datos podrían ser útiles en la alternativa de manejo conocida como la técnica de interrupción del apareamiento, sin embargo aún se desconocen el efecto de la edad y la historia de apareamiento de ambos sexos en la selección de pareja, por ejemplo, si los machos discriminan entre hembras vírgenes o apareadas o entre jóvenes y viejas para aparearse o viceversa, si las hembras discriminan entre machos vírgenes o apareados o entre jóvenes y viejos para aparearse. Lo cual ayudaría a entender si esta técnica es viable en la disminución del crecimiento poblacional.
También es necesario conocer si difiere la cantidad de esperma que los machos les transfieren a hembras vírgenes y apareadas o de diferentes edades o pesos. Ya que se
sabe que en algunos lepidópteros, los machos discriminan entre estatus de apareamiento, edad o peso de las hembras y les transfieren mayor cantidad de esperma a hembras vírgenes, jóvenes y de mayor peso.