Abstract
Potential fecundity (PF), in the case of insects, is the total number of oocytes (or ovarioles) present in the ovaries before oviposition. It is the most reliable variable of the reproductive potential of a species. Dactylopius coccus, from which the natural dye carminic acid is obtained, is highly important for industry processes. Because information on the potential fecundity of D. coccus is lacking, this study was conducted to quantify this variable given that this information could be useful in commercial rearing of the species. Real fecundity (RF) was determined in mature adult females after the oviposition period had ended. These females were dissected to determine the number of remaining individuals in the ovaries (RIO), and lastly the potential fecundity (PF) was calculated. RF was, on average, 147.13 individuals per female, while RIO had an average value of 184.48 individuals per female. Moreover, potential fecundity calculated in D. coccus had an average value of 331.62 oocytes, or ovarioles, per female, indicating that 55.89% of potential fecundity remains as RIO. This large loss of potential nymphs remaining in the ovaries at the end of oviposition makes it necessary to adjust rearing conditions to minimize losses.
Introducción
La fecundidad real, es decir, la cantidad total de huevos que oviposita una hembra durante su vida, se considera una de las variables más importantes para determinar la capacidad reproductiva de los insectos (Rabinovich 1984); sin embargo, esta variable no necesariamente representa el verdadero potencial reproductivo de una especie, ya que muchos de los ovocitos presentes en los ovarios, en su momento podrían no llegar a madurar y mucho menos ser ovipositados (Engelman 1970). Por ello es importante determinar la llamada fecundidad potencial, la cual en el caso de los insectos representa la cantidad total de ovocitos (u ovariolas) presentes en los ovarios antes de que se realice el proceso de la oviposición (Rabinovich 1984), ya que puede representar una variable más específica del verdadero potencial reproductivo de una especie (Hodin 2009).
Dactylopius coccus Costa, 1829 (Hemiptera: Dactylopiidae) es de gran importancia comercial para la obtención del colorante rojo ácido carmínico, el cual tiene infinidad de aplicaciones en diferentes industrias (Méndez-Gallegos et al. 2003). Es una especie ovovivipara (Pérez-Guerra y Kosztarab 1992). Presenta ovarios de tipo telotrófico con más de 400 ovariolas, cada una de las cuales contiene un solo ovocito; dichas ovariolas maduran asincrónicamente por lo que es posible encontrarlas en diferentes grados de madurez (RamírezCruz et al. 2008).
Aunque existe información sobre valores de la fecundidad de D. coccus cuando se cría bajo diferentes condiciones ambientales (Marín y Cisneros 1977; Pérez-Guerra y Kosztarab 1992; Flores-Flores y Tekelenburg 1995) y de substrato alimenticio (Méndez-Gallegos et al. 2010), no existe información acerca de su fecundidad potencial, por lo que el objetivo de este trabajo fue determinar dicha variable con el fin de contribuir al conocimiento de su biología reproductiva, información que además podría ser útil en el cultivo comercial de esta especie.
Materiales y métodos
La cría de los insectos se realizó durante la primavera de 2012, sobre cladodios de Opuntia ficus indica (L.) Mill (Cactaceae) con el método de penca invertida colgante propuesto por Aldama-Aguilera y Llanderal-Cázares (2003). Se usó un invernadero para la cría de grana cochinilla, con una temperatura que osciló entre 12-27 °C y una humedad relativa de 40-70%, el cual se ubica en el Colegio de Postgraduados, Montecillo, Edo. de México, México (19°29'N y 98°54'O), a una altitud de 2.250 m.
Cuando se observó que algunas hembras iniciaron la oviposición, se seleccionaron 29 hembras adultas oviplenas, las cuales se desprendieron de los cladodios y se mantuvieron individualmente en recipientes de plástico circulares de 4 cm de diámetro, provistos de una tapa con rejilla en el centro para la ventilación. Se contabilizó la cantidad total tanto de huevos como de ninfas libres puestos por hembra, lo cual correspondió a la fecundidad real o total (FR). Una vez terminado su periodo de oviposición, las hembras se fijaron en liquido de Carnoy de acuerdo a Martínez (1999) durante 24 h y después se lavaron con alcohol al 70%. A cada una de las hembras se le extrajo los ovarios para determinar la cantidad de ovariolas inmaduras, así como de individuos (embriones y ninfas) remanentes en los ovarios (IRO). De las 29 hembras evaluadas, se seleccionaron seis para contabilizar la cantidad de IRO que pudieran haber entrado en reabsorción, es decir, degenerado, previo a la fijación con Carnoy. Para facilitar la visualización y el conteo, los ovarios fueron transparentados con KOH al 10%, y se contaron las ovariolas de ambos ovarios bajo el estereomicroscopio, desprendiendo cada una de ellas y retirándolas de inmediato para evitar errores de conteo. De esta manera la fecundidad potencial (FP) se calculó mediante la relación: FP = FR + IRO.
Se analizaron las diferencias entre los valores promedio del número de huevos y número de ninfas libres, correspondientes a la FR, mediante la prueba t-Welch con el programa estadístico GraphPad Instat II (1993).
Resultados y discusión
De acuerdo a las condiciones ambientales, el sistema de producción y substrato empleados en este estudio, la FR de D. coccus fue en promedio de 147,13 individuos por hembra (Tabla 1), dicho valor difiere del promedio de 419 (Marin y Cisneros 1977), 430 (Pérez-Guerra y Kosztarab 1992), 100 (Llanderal y Nieto 2001) y 167,3 (Méndez-Gallegos et al. 2010) huevos por hembra registrados para esta especie. Lo anterior es reflejo de que la fecundidad depende de variables externas, así como de la capacidad intrínseca que presenta D. coccus para producir y madurar continuamente una cantidad variable de ovariolas (y en consecuencia de ovocitos) durante su vida adulta (Ramírez-Cruz et al. 2008), ya que si bien el número de ovariolas puede estar controlado genéticamente, también puede ser influenciado por factores externos (Hodin 2009).
Fragmentos de oviductos laterales (O) de D. coccus. A. con ninfas color rojo y ninfas y huevos incoloros que han perdido completamente el ácido carminico. B. ovariolas inmaduras (círculo) donde sólo se observan cistocitos (flechas). (Escalas: A, 500 μm; B, 30μm).
Las hembras de D. coccus depositaron tanto huevos (ninfas aún dentro del corion) como ninfas libres (en proporción de 4,1:1,0), siendo significativamente mayor la cantidad de huevos que de ninfas (Tabla 2). Esto contrasta con lo registrado por Pérez-Guerra y Kozstarab (1992) quienes a dos temperaturas y humedades relativas constantes (24 °C - 70% HR; 26 °C -60% HR), nunca observaron la puesta de ninfas sino únicamente de huevos. Esto podría sugerir que la variación entre la cantidad de huevos y ninfas libres puestos por la hembra de D. coccus, también está condicionada por factores ambientales, aspecto que debe ser comprobado. En este sentido, el estado de huevo en los insectos es muy vulnerable, de modo que desde el punto de vista ecológico se puede considerar que la puesta de huevos en D. coccus sería más desventajosa en comparación con la puesta de ninfas libres, tanto por la desecación a la que pueden estar sometidos los huevos mientras emergen las ninfas, como por la depredación por parte de sus enemigos naturales; de hecho en D. coccus, al final del periodo de oviposición es común observar cadenas de varios huevos que no llegan a eclosionar, lo cual influye negativamente en el proceso de infestación en la cría comercial.
Valores promedio de la fecundidad real (FR), número de individuos remanentes en los ovarios (IRO) y la fecundidad potencial (FP) en D. coccus.
Comparación entre el número promedio de huevos y ninfas libres puestos por hembra, durante el periodo de oviposición de D. coccus.
Con relación al número de IRO contabilizado en D. coccus, se obtuvo un valor promedio de 184,48 individuos por hembra (Tabla 1); la totalidad de las hembras disecadas presentaron exclusivamente ovariolas con embriones o con ninfas, mientras que la cantidad de ovariolas en etapa de maduración (con clara distinción entre las células nutricias y el ovocito) contabilizadas por ovario, fue insignificante ya que no era mayor a tres o cuatro ovariolas por ovario. Las ovariolas en estado de reabsorción, correspondieron al 44,21 ± 14,55% de los IRO, y se caracterizaron por contener embriones o ninfas que murieron previo a la fijación con Carnoy, ya que eran individuos transparentes o incoloros por haber perdido por completo el ácido carmínico o porque su interior estaba ocupado por material amorfo conformado por pequeños coágulos blanquecinos (Fig. 1A). Esto indica que en D. coccus aproximadamente la mitad del valor de IRO, después de la etapa de oviposición, son individuos muertos, lo que es muy importante, ya que éstos no contribuyen para la concentración total de ácido carmínico presente en la hembra. Se sabe que en las hembras de mayor peso la concentración de ácido carmínico disminuye, mientras que aumenta su fecundidad, y se ha sugerido que esto se debe al uso del ácido carmínico para la defensa o para la reproducción (Rodríguez et al. 2005). Sin embargo, esto también puede ser consecuencia de la gran cantidad de ovariolas que entran en reabsorción en D. coccus conforme aumenta de tamaño.
Después de contabilizar las ovariolas correspondientes al valor de IRO, se observó que todas las hembras estudiadas contuvieron ovariolas inmaduras muy pequeñas, emergiendo a lo largo de los oviductos laterales y en las que sólo fue posible distinguir los cistocitos (no había diferencia entre las células nutricias y el ovocito) (Fig. 1B); aunque estas ovariolas no pudieron ser cuantificadas debido a su reducido tamaño, sí representan una disminución importante de la fecundidad potencial de D. coccus, ya que son ovariolas/ovocitos que nunca llegan a madurar.
La fecundidad potencial (FR + IRO) calculada para D. coccus, tuvo un valor promedio de 331,62 ovocitos u ovariolas por hembra (Tabla 1), de modo que más de la mitad (el 55,89 ± 12,86 %) de la fecundidad potencial permanecen como IRO, es decir, como potenciales ninfas en el interior de los ovarios, ello sin considerar la cantidad de ovariolas inmaduras, ya mencionadas, que sólo emergen de los oviductos y no llegan siquiera a madurar. Este valor representa una reducción alta de potenciales ninfas que quedan en los ovarios de D. coccus al término de la oviposición. En consecuencia esto soporta la sugerencia de cosechar las hembras adultas a los 10 días de edad, ya que han alcanzado un tamaño adecuado con el máximo contenido de ácido carmínico (BriseñoGarzón y Llanderal 2008). Cosecharlas después de esta edad, representaría pérdida indirecta de colorante tanto por la alta reabsorción de huevos como por la alta cantidad de ovariolas que no llegan a madurar. Además, sería necesario estandarizar cuidadosamente las condiciones ambientales de la cría comercial de D. coccus, con la finalidad de obtener la mayor cantidad de ovariolas en maduración y reducir al mínimo la cantidad de reabsorción de las mismas.
Footnotes
Agradecimientos
A los revisores anónimos por sus valiosos aportes para mejorar el escrito final.