La vanesa de los cardos, una mariposa muy viajera

Vanesa de los cardos (Vanessa cardui). Foto.

La vanesa de los cardos, una mariposa muy frecuente en toda España, realiza cada año vuelos migratorios hasta el sur del Sáhara en los que recorre más de 4.000 km.

Gracias a algunas migraciones espectaculares, la más conocida de las cuales es la que realiza la mariposa monarca (Danaus plexippus), que cada año viaja desde Canadá a los bosques mexicanos de Michoacán y del estado de México, el estudio de los viajes migratorios realizados por los insectos se ha convertido en un tema importante en la investigación ecológica. El pequeño tamaño de los insectos ha impedido el uso de marcadores exógenos como los utilizados en aves para rastrear sus movimientos, lo que significa que los aspectos más básicos de la migración, la ruta seguida y las distancias recorridas siguen siendo poco conocidas para la mayoría de las especies. Esta dificultad empieza a superarse utilizando como marcadores intrínsecos isótopos estables.

Cada año, un gran número de insectos emprenden movimientos estacionales entre África y Europa [1]. Uno de estos insectos es la vanesa de los cardos Vanessa cardui, una mariposa que, mediante la sucesión de al menos seis generaciones, realiza una migración completa de ida y vuelta en la mayor parte de Europa en primavera y verano, y en el norte de África en otoño e invierno [2]. Aunque se conocía su patrón general de migración, existían muchas incertidumbres con respecto a las distancias recorridas por las vanesas y sus movimientos dentro de África. En primer lugar, nunca se había demostrado que las mariposas que aparecen al sur del Sáhara en otoño tuvieran un origen europeo. En segundo lugar, aunque se pensaba que el noroeste de África (Magreb) está colonizado en otoño por mariposas migrantes europeas, las observaciones a nivel del suelo y por radar de la migración hacia el norte en Marruecos y Mauritania durante octubre-noviembre también apuntaban a posibles orígenes subsaharianos.

Gracias a un análisis realizado con isótopos estables (δ2H) como marcadores en mariposas procedentes del sur de Europa y del norte y el sur del Sáhara, en un estudio publicado en Biological Letters (3), un equipo internacional de investigadores ha presentado nuevas pruebas para responder a ambas cuestiones. Los datos muestran de forma concluyente que, en otoño, algunas mariposas europeas alcanzan la sabana tropical al sur del Sáhara, donde se reproducen. Algunos de los descendientes de estas mariposas subsaharianas migran hacia el norte y cruzan el Sahara para reproducirse en el Magreb. Estos movimientos complejos en todo el Sáhara ofrecen datos muy reveladores de la migración de insectos a larga distancia entre África y Europa.

Figura 1: Ejemplos de ubicaciones y tamaños, superpuestos al isoscape de δ2Hw estimado para las alas (wings) de las vanesas en Europa y África. N = Intervalos del número de ejemplares capturados. Fuente.

Para realizar su estudio, los investigadores recolectaron 334 mariposas de siete países mediterráneos de Europa y África y de una extensa área al sur del Sáhara (Figura 1). Las mariposas europeas se atraparon en primavera, verano y otoño (es decir, durante el período comprendido entre sus migraciones hacia el norte y hacia el sur y durante el período estival de reproducción), mientras que las muestras africanas se obtuvieron principalmente de octubre a diciembre (es decir, el período de colonización del norte de África y la región del sur del Sáhara).

Las mariposas fueron rastreadas usando un análisis de isótopos estables. Muchos elementos químicos de interés biológico poseen dos o más formas con el mismo número atómico, pero con diferente masa (isótopos estables). Es decir, los isótopos estables tienen el mismo número de protones y de electrones, pero diferente número de neutrones. En general, los isótopos estables de un elemento se encuentran en diferente abundancia: uno de los isótopos está en mayor abundancia y uno o dos isótopos en menor abundancia. Debido a que el comportamiento físico y químico es diferente para cada uno de los isótopos estables de un elemento, éstos pueden usarse como trazadores de moléculas en la biosfera e incluso en experimentos con compuestos enriquecidos en alguno de los isótopos, con el fin de evaluar el movimiento de los recursos de plantas y animales (4).

Al valor δ de una sustancia (por ejemplo, agua de una hoja, lluvia, celulosa) se le denomina firma isotópica. Debido a que los neutrones ejercen una influencia sobre la masa atómica, los isótopos pesados y ligeros se comportan de manera diferente durante las reacciones físicas y químicas. Cuando esto ocurre, las firmas isotópicas de las sustancias cambian y a este proceso se le denomina fraccionamiento. Por ejemplo, los diferentes tipos de agua (subterránea, pluvial, edáfica, fluvial u oceánica) tienen composiciones isotópicas diferentes debido a los procesos de evaporación y precipitación. En consecuencia, las composiciones isotópicas de los diferentes componentes del ciclo del agua muestran firmas isotópicas bien definidas, las cuales pueden ser identificadas y así describirse sus interrelaciones.

Figura 2. Isótopos naturales del hidrógeno.

El hidrógeno tiene tres isótopos naturales (Figura 2): protio (1H), deuterio (2H) y tritio (3H). El deuterio es el isótopo habitualmente utilizado como marcador biológico. Para cada mariposa, los investigadores obtuvieron los valores de δ2H no intercambiables de la quitina del ala. Los valores de δ2H de todas las muestras se clasificaron en cinco grupos que representaban otras tantas zonas de origen: Europa centro-oriental; Europa centro-occidental; sur de Europa y Magreb; Magreb e islas del Mediterráneo; África occidental; y África centro-oriental.

Los isótopos estables de hidrógeno confirmaron que el desplazamiento estacional de la población de V. cardui entre Europa y África es el resultado de la migración a larga distancia por generaciones sucesivas (es decir, por migración multi- o transgeneracional: el tramo completo no es concretado por un mismo individuo). Las migrantes otoñales recolectadas al sur del Sáhara revelaron movimientos de larga distancia que probablemente comenzaran en el sur y centro de Europa (Figura 3a). Aunque las montañas del Magreb también aparecieron como un área natal potencial, las observaciones de campo indicaron que las densidades en la región son muy bajas hasta la llegada de los migrantes europeos en octubre. Esto significa que la cría de verano en las montañas del Magreb es a lo sumo un fenómeno local y no puede explicar el origen de la mayoría de las mariposas que aparecen al sur del Sáhara en otoño. Dependiendo del origen exacto de las mariposas, los vuelos realizados por las mariposas europeas para alcanzar el sur del Sáhara podrían superar los 4.000 km. Es probable que estos vuelos solo puedan lograrse aprovechando los vientos favorables.

Figura 3. Origen natal asignado a las vanesas recogidas en otoño en el Sahel (a) y Marruecos (b, c), con el número de ejemplares analizados (N). Los colores representan la probabilidad pronosticada (0-1) de los orígenes natales de los migrantes. Fuente.

Las muestras del Magreb revelaron un origen mixto de migrantes. La mayoría de los individuos (78%) compartían esencialmente los mismos orígenes natales europeos que los recolectados al sur del Sahara (Figura 3b). Sin embargo, una fracción más pequeña (22%) pareció originarse en el Sahel (Figura 2c). Para un insecto migratorio, la colonización del Sahel y de zonas más al sur durante otoño parece muy apropiada, ya que toda la región ofrece condiciones adecuadas de reproducción coincidiendo con un corto período de alta productividad después de la temporada de lluvias. Esto también explica los 3.500-4.500 millones de aves que migran en otoño a esta región, la mayoría de las cuales dependen de las poblaciones de insectos estacionales [5].

Sin embargo, la fuerte estacionalidad también significa que las generaciones subsaharianas de V. cardui producidas localmente experimentan un rápido empeoramiento de las condiciones ambientales una vez agotados los recursos. Los datos muestran de forma concluyente que algunas mariposas migran hacia el norte a través del Sáhara, para colonizar áreas favorables en el Magreb, una migración hacia el norte que realizan otros grupos de insectos como los enjambres de langostas del desierto.

En conclusión, los resultados muestran que la migración otoñal de V. cardui implica vuelos extremadamente largos de 4.000 km o más desde Europa hasta el sur del Sahel, además del ya conocido destino en el noroeste de África. Además, se confirma la existencia de movimientos complejos en África que conducen al refuerzo de la población reproductora de otoño en el Magreb por mariposas originarias del sur del Sáhara. © Manuel Peinado Lorca. @mpeinadolorca.