Usted está aquí
Una de las asociaciones más notables en la ecología tropical es la relación entre la hiper-diversificación de los insectos herbívoros y sus plantas huésped.
Proyectos y noticias
Enfoque de investigación
Mis colegas y yo traemos escarabajos herbívoros recogidos en el campo (principalmente Cassidinae sensu lato) al laboratorio, para observar cuidadosamente y fotografiar su comportamiento alimentario y registrar sus diferentes etapas inmaduras para el estudio morfológico sistemático. Los insectos se etiquetan y almacenan en etanol a -20ºC y se fijan en cajas entomológicas como colección de trabajo. Las muestras de especies nuevas o desconocidas podrían enviarse al laboratorio de investigación molecular del STRI para su secuenciación. Para documentar patrones de daño en las hojas y la asociación del hospedero, prensamos muestras frescas de hojas de las plantas afectadas. Una vez que están completamente secas, aplanadas y etiquetadas, las digitalizamos y almacenamos como muestras secas para su posterior análisis por parte de expertos botánicos. Estos procedimientos nos permiten conectar imágenes de herbivoría en el campo a observaciones de escala más fina que sólo pueden realizarse en el laboratorio.
Contacto
Reseña de investigación
¿Pueden los patrones contemporáneos en la biogeografía e historia de vida del escarabajo revelar procesos que promovieron la diversificación en algunos grupos pero no en otros?
Creemos que la familia Chrysomelidae (escarabajos herbívoros) es una verdadera mina de oro en este sentido, ya que está compuesta de taxones (subfamilias y tribus) con niveles desiguales de diversidad de especies y contestes en sus patrones de participación materna y alimentación de la cría. En última instancia, todos los Chrysomelidae dependen de las plantas, tanto de las gimnospermas como de las angiospermas, y dentro de estas últimas, tanto las monocotiledóneas como las dicotiledóneas. Buscamos integrar los datos botánicos y entomológicos para comprender mejor las radiaciones de los escarabajos tropicales, cómo su diversidad ha sido afectada por los rasgos de las plantas huésped y el papel de la innovación en los hábitos tróficos larvarios y las medidas de defensa. Empleando el método comparativo para abordar estas preguntas requiere una filogenia robusta e información sobre el ciclo de vida de un número sorprendentemente grande de especies de escarabajos tropicales incompletamente estudiados y descritos.
¿Cómo varían los hábitos tróficos y reproductivos de los escarabajos herbívoros con la familia de la planta, la elevación y la geografía?
Dependiendo de la tribu de Cassidinae, los hábitos tróficos pueden ser limitados o amplios. Por ejemplo, las especies de Cassidinae que se alimentan de la vegetación expuesta, de segundo crecimiento, tienden a estar asociadas con un número pequeño (cinco a ocho) de familias de plantas dicotiledóneas (ipomoea, borraja, aster, etc.). Lo mismo es también cierto para las especies que se alimentan en hábitats semi-ocultos, en la maleza o vegetación forestal, principalmente plantas monocotiledóneas (jengibres, palmeras, etc.). Interesante e inexplicablemente, las dietas de las especies herbívoras difieren en que parecen haber colonizado una muestra mucho más amplia que la de plantas hospederas disponibles, tanto monocotiledóneas como dicotiledóneas. Ahora nos preguntamos si estos patrones se deben a diferencias en las edades de los grupos o a otros factores que influyen en la expansión de los hábitos alimenticios.
¿Es posible controlar los escarabajos herbívoros del arroz, al aumentar las poblaciones de parasitoides?
Se presume que el arroz (Oryza sativa) se introdujo hace siglos en Panamá y otras partes de las Américas desde África y Asia. Sin embargo, hasta hace poco hemos notado que esta importante planta exótica se ha convertido en el huésped favorito de una especie de escarabajo Cassidinae. Los agricultores indígenas y de subsistencia que cultivan arroz en la provincia de Darién pierden una parte considerable de sus cultivos por causa de la Oediopalpa guerini, un pequeño escarabajo de color azul brillante que se sabe presente en otras gramíneas nativas e introducidas. A diferencia de los huevos de otras Cassidinae en Panamá, estos son atacados por minúsculas avispas de la familia Trichogrammatidae, un grupo de parasitoides ampliamente utilizado en todo el mundo como control biológico. En este caso en particular, sin embargo, nuestras observaciones apuntan a que la tendencia del escarabajo oviposito, de apilar los huevos uno sobre otro, limita la pérdida de huevos hasta en un 40-50%, limitando a su vez el éxito de los esfuerzos de biocontrol. Como resultado, hay que investigar sobre otros medios para controlar naturalmente este escarabajo en Panamá.
¿Cuál es la evidencia de que la asociación entre los escarabajos herbívoros aulascocelina y cicadáceas es larga y duradera, posiblemente datando del Jurásico?
Los escarabajos en la familia Orsodacnidae son potentes herbívoros en muchas especies de cícadas en las Américas. Los adultos emergen al principio de cada estación lluviosa y causan mucho daño en las hojas durante un período muy corto de tiempo. Estos escarabajos son particularmente enigmáticos en el sentido de que no encajan fácilmente en las familias de escarabajos existentes y por lo tanto son relegados a su propia familia (pobre en especies), con relaciones evolutivas inciertas con otras familias. Los fósiles de escarabajos tomados de los sedimentos jurásicos de Kazajstán y China sugieren a algunos que la familia puede remontarse, sin grandes cambios, a principios y mediados del mesozoico, un momento en que las gimnospermas y cícadas tempranas eran abundantes y diversas. El ciclo de vida completo de la Orsodacnidae Neotropical sigue siendo un misterio sin resolver. Estudiamos este grupo para entender si su relación con las cicadáceas es más intrincada de lo que un período breve pero intenso de herbivoría podría indicar.
Educación
B.S., Purdue University, 1966.
Ph.D., Cornell University, 1972.
Publicaciones destacadas
Pasteels, J.M., Deparis, O., Mouchet, S.R., Windsor, D.M., Billen, J. 2016. Structural and physical evidence for an endocuticular gold reflector in the tortoise beetle, Charidotella ambita. Arthropod Structure & Development http://dx.doi.org/10.1016/j.asd.2016.10.008
Revalidation and redescription of three distinct species synononymized as Plagiometriona sahlbergi (Coleoptera: Chrysomelidae: Cassidinae). Acta Entom. Musei Nationalis Pragae 56(2): 743-754
Sekerka, L., Windsor, D.M., G. Dury. 2014. Cladispa Baly: revision, biology and reassignment of the genus to the tribe Spilophorini (Coleoptera: Chrysomelidae: Cassidinae). Systematic Entomology DOI: 10.1111/syen.12070
Windsor, D.M., Dury G.J., Frieiro-Costa F.A., Lanckowsky S., Pasteels J.M. 2013 Subsocial Neotropical Doryphorini (Chrysomelidae, Chrysomelinae): new observations on behavior, host plants and systematics. In: Jolivet P, Santiago-Blay J, Schmitt M (Eds) Research on Chrysomelidae 4. ZooKeys 332: 71–93. doi: 10.3897/zookeys.332.5199.
Sekerka, L., C. Staines and D. Windsor. 2013. A new species of Cephaloleia from Panama with description of larva and first record of orchid-feeding in Cephaloleiini (Coleoptera: Chrysomelidae: Cassidinae). Acta Entomologica Musei Nationalis Pragae 53(1): 303-314.
Sekerka, L. and D. Windsor. 2012. Two new species of Plagiometriona from Bolivia and Ecuador (Coleoptera: Chrysomelidae: Cassidinae: Cassidini). Annales Zoologici 62(4): 669-677.
Prado, A. and D. Windsor. 2012. Molecular evidence of cycad seed predation by an immature Aulacosceline beetle (Coleoptera: Orsodacnidae). Systematic Entomology 37: 747-757.
Azprura, J., D. De La Cruz, A. Valderama, D. Windsor. 2010. Lutzomyia sand fly diversity and rates of infection by Wolbachia and an exotic Leishmania species on Barro Colorado Island, Panama. PLoS Neglected Tropical Diseases4(3): e627 (1-9).
Clark, M. E., C. Bailey, P. Ferree, S. England, D. Windsor, and J. H.Werren. 2008. Wolbachia modification of sperm does not require residence within developing spermatids or spermatocytes. Heredity (2008): 1-9.
Keller, G.P., D.M. Windsor, J.M. Saucedo and J.H. Werren. 2004. Two Wolbachia strains infect the Neotropical Beetle, Chelymorpha alternans: Effects on host reproduction and mitochondrial genetic diversity. Molecular Ecology 13(8):2405-2420.