La neuroetología revela un olfato inesperado repartido por las alas de polilla
Una nariz distribuida fuera de las antenas
Las antenas constituyen el principal órgano olfativo de las polillas, pero no son su único punto de contacto químico con el entorno. Estudios anteriores habían identificado receptores del gusto y del olfato en alas, patas, piezas bucales y órganos reproductivos de diversos insectos. La mera presencia de esas proteínas, sin embargo, no bastaba para demostrar que un ala pudiera transformar un olor en una señal nerviosa mensurable.
El equipo encabezado por Ahmed Reda Ismaieel, Regina Stieber, Bill Hansson y Sonja Bisch-Knaden examinó las alas de Manduca sexta, una gran polilla nocturna americana. Los resultados fueron publicados el 27 de julio en el Journal of Experimental Biology, según la ficha editorial de la revista. Los experimentos, la preparación de las muestras y los análisis moleculares se realizaron antes de esa fecha; el día 27 corresponde a la aparición formal del estudio.
Pelos porosos entre sensores del movimiento
Los investigadores cortaron cuidadosamente segmentos de los bordes alares, los cubrieron con una fina capa de oro y los observaron mediante microscopía electrónica de barrido. Esta técnica utiliza electrones en lugar de luz y permite estudiar estructuras demasiado pequeñas para un microscopio convencional. Entre pelos finos de unos 120 micrómetros, asociados principalmente con el tacto y el control del vuelo, encontraron otros más cortos, de alrededor de 80 micrómetros, con poros compatibles con una función química.
Estas estructuras reciben el nombre de sensilas. Los poros permiten que moléculas volátiles penetren en el pelo y entren en contacto con proteínas receptoras de las neuronas sensoriales. Un micrómetro equivale a una milésima de milímetro; por tanto, las sensilas no pueden distinguirse a simple vista. Su morfología sugería un papel olfativo, pero el equipo necesitaba demostrar que las alas contenían los componentes moleculares adecuados y producían una respuesta eléctrica ante olores concretos.
Treinta y tres receptores y dos sustancias detectadas
El análisis del ARN mensajero —la molécula que lleva las instrucciones para fabricar proteínas— identificó transcritos correspondientes a 33 receptores gustativos y olfativos en las alas. Quince aparecieron en muestras del borde alar. Al compararlos con receptores estudiados en otros insectos, los científicos dedujeron que algunos podían reaccionar ante sabores amargos y ante aminas, una familia de compuestos nitrogenados que incluye sustancias de olor penetrante.
Para comprobarlo, conectaron una preparación del ala a electrodos y aplicaron breves pulsos de distintos aromas. La selección incluía piridina, hexanoato de metilo y mezclas florales de Datura. Solo dos sustancias generaron respuestas destacadas: pirrolidina y piperidina. Ambas son aminas presentes en hojas de solanáceas, familia botánica que incluye plantas utilizadas por la esfinge del tabaco para depositar sus huevos. La descripción experimental publicada por Phys.org confirma que la respuesta fue selectiva y no una reacción inespecífica ante cualquier olor intenso.
El borde no contiene todos los sensores
Cuando los investigadores retiraron los márgenes de las alas y repitieron las pruebas, la respuesta a las dos aminas continuó apareciendo. El resultado indica que las sensilas olfativas no se limitan a los bordes examinados mediante microscopía, sino que deben estar distribuidas por otras zonas de la superficie alar. Aún no se ha cartografiado su número total ni se conoce cómo se conectan sus neuronas con el sistema nervioso central.
El equipo utilizó además modelos computacionales para predecir la estructura tridimensional de diez proteínas receptoras candidatas. La pirrolidina y la piperidina encajaron en las cavidades calculadas de dos de ellas. Ese acoplamiento molecular refuerza la plausibilidad del mecanismo, aunque una simulación no sustituye a una prueba funcional directa de cada receptor. Harán falta experimentos genéticos o bioquímicos que desactiven selectivamente las proteínas y comprueben si desaparece la respuesta.
Qué podría aportar el ala durante el vuelo
Una polilla que vuela de noche recibe información química principalmente con las antenas, situadas en la cabeza y orientadas hacia el aire que se aproxima. Las alas recorren un volumen diferente durante cada batido y podrían muestrear moléculas desde otros ángulos o a diferentes momentos del ciclo de vuelo. También entran en contacto directo con hojas y flores cuando el insecto aterriza, lo que permitiría combinar olor, gusto y tacto.
Los autores proponen que la detección de aminas ayude a reconocer plantas aptas para la puesta, pero el estudio no siguió hembras libres ni demostró que eliminar el olfato alar modifique su elección. Tampoco establece que las alas sustituyan a las antenas. La conclusión sólida es más limitada: producen señales olfativas ante dos compuestos ecológicamente relevantes. Un trabajo previo del mismo grupo había demostrado que órganos de limpieza situados en las patas delanteras también pueden oler, según el registro del estudio en PubMed.
Alas como plataformas multisensoriales
Las alas de los insectos ya eran conocidas por albergar receptores que perciben deformaciones, vibraciones, corrientes de aire y contacto. Algunas sensilas intervienen en la estabilidad del vuelo; otras responden a sustancias depositadas sobre la superficie durante el cortejo. La identificación de una función olfativa muestra que una estructura construida para volar puede desempeñar simultáneamente tareas mecánicas y químicas.
El hallazgo abre preguntas sobre mariposas, mosquitos y otros insectos cuyas alas expresan genes receptores. El siguiente paso será observar si las señales llegan a circuitos cerebrales específicos y medir su efecto sobre el comportamiento. También deberá determinarse si el movimiento alar mejora el muestreo de olores o si la función resulta más importante cuando el insecto permanece apoyado. Por ahora, las alas de Manduca sexta pasan de ser superficies pasivas a formar parte verificable de su sistema sensorial.