Origen y evolución
Tricóptero del género Smicridea, posiblemente Smicridea signata, encontrado en los Llanos Orientales. Estos insectos, los más cercanos a las mariposas y polillas, habitan ambientes acuáticos.
Dilucidar el origen de las especies siempre ha sido un tema complejo. Hasta hace poco la única forma de estudiar la filogenia —árbol genealógico de las especies vivas de la Tierra— era a través de los registros fósiles, que en el caso de los insectos los más antiguos datan de hace unos 300 millones de años, y para las mariposas y polillas los primeros fósiles encontrados se originaron, según pruebas de carbono 14, entre 140 y 200 millones de años atrás. Se cree que surgieron a partir de insectos del orden Trichoptera, que todavía existen y son sus parientes más cercanos, cuya aparición coincide con la de las primeras plantas con flores o angiospermas.
Sin embargo, en las últimas décadas los estudios genéticos han dado mayores luces sobre este tema y han sido una herramienta fundamental para complementar los datos obtenidos. En cuanto a las mariposas, con métodos combinados de estudios fósiles y de adn se ha logrado establecer que su origen pudo haber ocurrido hace unos 107 millones de años, con la probabilidad de que haya sido entre 130 y 90 millones de años atrás. Estos rangos tan amplios son normales en este tipo de análisis, máxime si se tiene en cuenta que en el mundo solo existen 49 fósiles de mariposas que se han podido estudiar.
Esta falta de evidencia se debe especialmente a la dificultad para que, a partir de seres tan frágiles, se den los procesos de fosilización: el organismo vivo debe quedar capturado en la resina de algún árbol, que muchos años después se convierte en ámbar, pero como las alas de las mariposas y poli- llas repelen los líquidos, es difícil encontrar sus restos en cápsulas de esta resina de origen vegetal. Otra manera para que se formaran registros fósiles es que sus cuerpos hubieran quedado rodeados de material sedimentario, que al solidificarse generara una impresión del cuerpo en la roca. Pero lo más probable es que, debido a sus hábitos en estado adulto, con capacidad de volar, hayan sido presa fácil de muchos depredadores, o que murieran en sitios donde se descomponían rápidamente, por lo que muy pocas tuvieron un proceso de fosilización.
El origen de las mariposas
Hace 550 millones de años las masas continentales de la Tierra se dividían en 4 continentes: Laurasia, Báltica, Siberia y Gondwana. Luego comenzaron a unirse hasta que, hace unos 350 millones de años, se convirtieron en el supercontinente llamado Pangea. Según los registros fósiles, parece bastante probable que las mariposas primitivas hayan surgido en Pangea, masa de tierra que luego, hace unos 130 millones de años, comenzó a dividirse formando los continentes como los conocemos hoy. Esto explicaría por qué muchas familias de mariposas están presentes en más de un continente.
Aunque antes se pensaba que las mariposas se habían originado en la zona que hoy es Asia, los últimos estudios han demostrado que surgieron en lo que hoy corresponde al oeste de Norteamérica y Centroamérica. Casi todas las familias de mariposas existentes —excluyendo Hedylidae, entre otras pocas— se diversificaron en un lapso que va desde el máximo térmico del Cretácico (hace 90 millones de años), cuando el clima global se enfrió cercade 5° C, hasta hace unos 10 a 30 millones de años. Durante casi todo ese tiempo se dispersaron fuera del Neotrópico, a un ritmo mucho más rápido que el de cualquier otro período. Desde entonces en cada región se incrementó la especiación (origen de nuevas especies a partir de ancestros comunes), lo que generó una gran diversidad de especies locales, hace alrededor de 60 millones de años.
Según los últimos estudios (2022), es bastante probable que las mariposas actuales se hayan originado a partir de las polillas (mariposas nocturnas), hace aproximadamente 100 millones de años, lo que las ubica a mediados del Cretácico. Estudios previos sobre su evolución han planteado que los estados inmaduros —larvas u orugas— de sus ancestros se alimentaban de la parte interna de cierto tipo de plantas no vasculares primitivas o briófitas (las que carecen de raíces, tallos y hojas, como los musgos). En el estado adulto estas mariposas tenían un aparato bucal con mandíbulas que les permitían alimentarse de la misma vegetación. Se fueron diversificando a medida que aparecieron las plantas vasculares, y lo hicieron mucho más cuando aparecieron las angiospermas.
En ese momento se presentó una diferencia fundamental en la alimentación de las larvas y los adultos: las primeras pasaron a alimentarse de la parte externa de las plantas —tal como ocurre hoy—, mientras que los segundos modificaron su aparato bucal masticador y adquirieron una probóscide, o espiritrompa en forma de tubo flexible, modificación que les permitió tener acceso al néctar de las nuevas plantas con flores, incrementando así su capacidad de dispersión, puesto que pudieron volar a mayores distancias y colonizar nuevas plantas hospederas.
La especiación de las mariposas fue mucho más alta en los trópicos que en las zonas templadas. La mayoría de los eventos de dispersión que ocurrieron entre el Neotrópico —América Central y del Sur e islas del Caribe— y el Neártico —América del Norte, desde el norte de México hasta el Ártico— tuvieron lugar en el límite de los periodos Eoceno y Oligoceno, hace aproximadamente 33,9 millones de años, límite que marcó un cambio significativo en la historia de la Tierra, debido a los eventos climáticos y a los cambios en la flora y la fauna. Se considera que desde entonces las mariposas han estado presentes en todas las masas terrestres.
Recientemente, científicos del Wellcome Sanger Institute, en compañía de otros investigadores de la Universidad de Edimburgo y del Museo de Historia Natural de Florida, se dieron a la tarea de comparar y analizar a nivel cromosómico más de 200 genomas de mariposas y polillas para tratar de entender su historia evolutiva. Los cromosomas son la unidad en donde se guarda la información genética de cada individuo y están presentes en el núcleo de todas las células que forman los tejidos del cuerpo de los organismos vivos. El análisis reveló que los cromosomas de mariposas y polillas han permanecido sin cambios desde su último ancestro común, hace más de 250 millones de años. Lo más increíble es que estos permanezcan estables en los patrones, tanto de las alas (en los adultos) como de las coloraciones, los tamaños y formas de sus estados inmaduros (orugas), en más de 160 000 especies de lepidópteros en todo el mundo.
Por su parte las polillas, que algunos estudios sugieren que constituyen más del 75 % de los lepidópteros, tuvieron un giro fascinante en su historia evolutiva durante el Cretácico tardío, cuando desarrollaron órganos auditivos capaces de detectar las ondas ultrasónicas emitidas por los murciélagos, sus principales predadores. Esta adaptación les permitió escuchar a estos sigilosos cazadores y les otorgó grandes ventajas para sobrevivir en la oscuridad de la noche. Al menos 10 familias de estas criaturas nocturnas han desarrollado estos órganos ultrasónicos, aunque no todas los llevan en el mismo lugar del cuerpo, diferencia que muestra la increíble adaptabilidad de las polillas y cómo la evolución busca caminos diversos para resolver problemas similares.
Sin embargo, determinar exactamente cuándo surgieron estas «orejas» ha sido un desafío, debido a la falta de un árbol genealógico detallado y datado. Los estudios que intentaron rastrear estos grandes momentos evolutivos de las mariposas y polillas se encontraron con este obstáculo, sumado a la falta de un análisis más minucioso de los fósiles. Estos vacíos subrayan la complejidad de la historia natural y la constante necesidad de explorar, para que cada descubrimiento nos permita esclarecer un poco más los misterios de la evolución.
No es exagerado decir que al sumergirnos en el estudio de los lepidópteros abrimos una ventana hacia la comprensión de la biodiversidad de Colombia y del mundo. Estas criaturas, con sus ciclos de vida transformadores y su íntima relación con el entorno natural, nos enseñan sobre adaptación y coevolución, y nos demuestran la fragilidad de nuestro planeta. Proteger estas maravillosas especies y sus hábitats no es solo un acto de conservación, sino que además es un reconocimiento del intrincado tejido de la vida. Al asegurar su futuro nos comprometemos con el mantenimiento de los ecosistemas, que son esenciales no solo para las mariposas y polillas, sino para toda la biodiversidad, incluida la especie humana.
Adulto de Heraclides anchisiades mostrando su aparato bucal chupador (espiritrompa), que utiliza para succionar el néctar de las flores.
Las alas de las mariposas tienen diversidad de patrones de colores y formas. A lo largo de su evolución desarrollaron alas con escamas, lo que les permite volar mejor, camuflarse y comunicarse, y también les ayuda en la termorregulación y en la defensa contra depredadores.
Coevolución de las mariposas y las plantas con flores
La historia evolutiva de las mariposas, junto con la de otros insectos polinizadores, está profundamente entrelazada con la de las plantas con flores. Este vínculo, que se remonta a más de 100 millones de años, es una de las más notables historias de asociación en el mundo natural, puesto que ambos grupos lograron desarrollarse de forma paralela. Las angiospermas empezaron a diversificarse hace unos 140 a 150 millones de años, durante el Cretácico temprano, a comienzos de una era en la que la flora y fauna terrestres empezaron a parecerse a las actuales.
El término coevolución se refiere al proceso mediante el cual dos o más especies se apoyan mutuamente para adaptarse al medio y sobrevivir; en el caso de las mariposas y las plantas con flores, este ha sido simultáneo e íntimamente relacionado. Las plantas generaron las flores como una estrategia para atraer a los polinizadores, mientras que las mariposas y otros insectos evolucionaron sus estructuras corporales y comportamientos para acceder al néctar, con lo cual se facilitó la polinización cruzada, que ocurre cuando las plantas dependen de un agente externo para transportar el polen y fecundar otro ejemplar de la misma especie. Este intercambio de beneficios ha sido crucial para la diversificación, tanto de las angiospermas como de sus polinizadores, y ha incrementado la biodiversidad en todos los ecosistemas terrestres.
Se estima que las mariposas, tal como las conocemos hoy, comenzaron a diferenciarse de sus ancestros primitivos hace unos 90 a 100 millones de años, cuando las angiospermas empezaron a dominar los paisajes. Este periodo coincide con una radiación evolutiva —proceso mediante el cual un linaje ancestral se diversifica rápidamente en una amplia variedad de formas— en la que las plantas con flores y los lepidópteros propiciaron la existencia de una gran cantidad de especies. Los estudios basados en registros fósiles y análisis de ADN indican que, hacia el final del Cretácico, muchas de las familias actuales de mariposas ya estaban establecidas, y más tarde lograron sobrevivir al evento de extinción masiva de hace 66 millones de años, que marcó el fin de la era de los dinosaurios y dio paso a la expansión de los mamíferos.
Este vínculo entre polinizadores y plantas con flores se destaca como uno de los principales motores del poblamiento natural en nuestro planeta. Aproximadamente el 87% de las especies de angiospermas dependen en gran medida de la polinización por insectos, y en los bosques tropicales, hogar de una asombrosa cantidad de especies, cada una adaptada a un nicho ecológico específico, estos juegan un papel crítico en el sustento de la biodiversidad mundial.
El universo de las mariposas y polillas
De todos los seres que existen en nuestro planeta, los artrópodos son de lejos los más vastos y diversos. Desde las laboriosas abejas, las ingeniosas hormigas, las imponentes avispas y los meticulosos escarabajos, hasta las elegantes libélulas y las incansables termitas, todos han contribuido de manera invaluable al tejido de la vida en la Tierra y han despertado la fascinación de los seres humanos desde tiempos inmemoriales.
No obstante, hay un grupo que por su extraordinaria belleza y delicadeza ha capturado especialmente nuestra admiración, al punto de haber llegado a ser objeto de culto: las mariposas y polillas que, conocidas científicamente como Lepidoptera, cumplen funciones esenciales en la naturaleza, desde la polinización hasta su aporte fundamental a la cadena alimenticia.
La coevolución de los insectos con los bosques tropicales —que es esencial para comprender la historia de los lepidópteros— nos muestra cómo la flora ha cambiado drásticamente desde la era de los dinosaurios. Antes de la extinción masiva de especies ocurrida en el Cretácico-Paleógeno, hace unos 66 millones de años, el mundo vegetal era dominado por gimnospermas como las coníferas y las araucarias, que compartían el escenario con las incipientes plantas con flor, pero este delicado equilibrio cambió radicalmente después de este evento, cuando comenzaron a proliferar las angiospermas, plantas que desarrollaron estrategias reproductivas avanzadas y una capacidad de formar relaciones simbióticas con polinizadores, con lo que lograron poblar prácticamente todos los ecosistemas terrestres. Este cambio dio lugar a bosques más densos y ricos en especies, con una complejidad estructural que favoreció la aparición y diversificación de nuevos nichos ecológicos.
Los insectos, que ya eran un grupo diverso y adaptable, respondieron a estas transformaciones con un notable incremento de especies, gracias a la disponibilidad de una amplia gama de recursos vegetales, lo cual generó que muchas especies desarrollaran dietas más generalistas para aprovechar flores, hojas, tallos y hasta las raíces de las plantas emergentes. Las mariposas y polillas primitivas ya se alimentaban de gimnospermas, y en este renovado ambiente encontraron oportunidades sin precedentes para diversificarse y especializarse, puesto que la variedad de plantas con flores no solo les ofreció nuevas oportunidades alimenticias, sino que también les proporcionó abundantes hábitats donde poner sus huevos, con lo que las orugas pudieron especializarse en consumir una gran cantidad de tejidos vegetales.
A pesar de su fragilidad, las bellas mariposas —con su diversidad de formas, colores y patrones— forman parte importante de la intrincada red de relaciones ecológicas que sostienen la vida en nuestro planeta y prestan un servicio ecológico sin el cual muchos de los ecosistemas dejarían de sostenerse.
Las larvas de los lepidópteros se especializan en consumir grandes cantidades de tejido vegetal, por lo que juegan un papel crucial en el equilibrio natural, aunque en ocasiones se pueden convertir en especies nocivas para cultivos agrícolas y granos almacenados. Orugas de Actinote pellenea.
Los lepidópteros se catalogan mediante un sistema taxonómico jerárquico que incluye orden, familia, género y especie. La mariposa monarca (Danaus plexippus) pertenece a la familia Nymphalidae.
Clasificación taxonómica
Para catalogar a todos los seres vivos, la ciencia ha desarrollado un sistema de organización que permite simplificar esta compleja tarea; se trata de la clasificación taxonómica y consiste en un método universal para identificar a los seres vivos y asignarles categorías jerarquizadas, desde las más genera- les hasta las específicas. Este enfoque no solo facilita el estudio de los seres vivos, sino que además es crucial para impulsar los esfuerzos de conservación, ya que destaca la singularidad y vulnerabilidad de especies y ecosistemas. Taxonómicamente los insectos se clasifican así:
Dominio: es el nivel más alto de la clasificación. Según sus características celulares, los seres vivos se dividen en tres grupos principales o taxones: arqueas, bacterias y eucariontes; los insectos pertenecen al dominio Eukarya, que incluye todos los organismos con células que presentan un núcleo definido y delimitado por una membrana nuclear.
Reino: dentro de Eukarya, los insectos se clasifican en el reino Animalia, que abarca a todos los animales.
Filo: los insectos se encuentran en el filo Arthropoda, que engloba una diversidad de organismos más allá de los de la clase Insecta. Este filo también incluye a las arañas, los escorpiones y otros arácnidos, así como a los crustáceos —representados por cangrejos, langostas, camarones y pulgas de agua— y a los miriápodos, como los ciempiés y milpiés. A pesar de sus diferencias en anatomía y ecología, todos estos organismos comparten características similares: un exoesqueleto que proporciona dureza, un cuerpo segmentado que permite flexibilidad y movimiento, y apéndices articulados, las cuales subrayan la rica diversidad y el éxito evolutivo de este filo.
Clase: en este nivel se ubican todos los insectos, en la clase Insecta o Hexapoda, un término que destaca su rasgo distintivo: la presencia de 6 patas, lo que los diferencia de las arañas (clase Arachnida), que tienen 8. La clase Insecta abarca una amplia gama de especies, desde los colémbolos, pequeños organismos a menudo considerados como los ancestros de los insectos modernos debido a sus características simples y fundamentales, hasta las mariposas, que representan uno de los grupos más evolucionados.
Orden: según sus características distintivas más específicas, los insectos se organizan en órdenes, acordes con las similitudes en su estructura y comportamiento. Las mariposas y polillas se clasifican en el orden Lepidoptera, reconocido por sus alas cubiertas de escamas vistosas que forman los patrones y colores impresionantes que tanto admiramos, y los escarabajos en el orden Coleoptera, que es el que tiene mayor número de especies en todo el planeta y se distingue por tener el primer par de alas endurecido, formando lo que se conoce como élitros.
Familia: dentro de cada orden, los insectos se clasifican en familias; estas agrupan a los insectos que comparten características aún más específicas. Por ejemplo, dentro del orden Lepidoptera, las mariposas de la familia Nymphalidae, conocidas comúnmente como las «mariposas pinceladas», tienen una característica común que las agrupa, y es que el primer par de patas está atrofiado o reducido. Esta familia incluye muchas de las mariposas más conocidas y vistosas.
Género: el siguiente nivel de clasificación agrupa las especies que son muy similares entre sí; por ejemplo, dentro de la familia Nymphalidae, el género Danaus incluye a la bien conocida mariposa monarca.
Especie: es el nivel más específico de clasificación y se refiere a un grupo de individuos que se pueden reproducir entre sí, y que son aptos para conce- bir descendencia fértil, es decir que se puede asegurar la permanencia de la especie a lo largo del tiempo. El nombre de una especie se compone de dos partes: el nombre del género seguido por un epíteto específico. Por ejemplo, la mariposa monarca se clasifica como Danaus plexippus.
La clasificación taxonómica es fundamental para la biología porque proporciona un marco organizado que les permite a los científicos: compartir información de todos sus estudios sobre los seres vivos de manera precisa; determinar las relaciones entre diferentes organismos; entender su evolución y estudiar su biodiversidad; y además es una herramienta clave para la conservación, ya que identificar y clasificar la biodiversidad es el primer paso para protegerla.
El orden Lepidoptera agrupa las mariposas y polillas, reconocibles por sus dos pares de alas cubiertas de escamas coloreadas, detalle que les da su nombre (Lepidoptera significa alas con escamas). Para establecer las relaciones y características de ciertos grupos de mariposas, en este orden se encuentran los siguientes subórdenes:
Zeugloptera: es tan especial que solo tiene una especie de polilla en Nueva Zelanda.
Aglossata y Heterobathmiina: grupos pequeños que representan las formas de vida más primitivas entre estas criaturas.
Glossata: reúne la mayor diversidad. En este suborden, que contiene casi todas las especies de Lepidoptera, todas tienen una probóscide en forma de espiral que utilizan para captar el néctar de las flores.
Un aspecto fundamental que debemos recordar es la dinámica inherente de la clasificación taxonómica. Lejos de ser un conjunto de categorías rígidas, la taxonomía es una disciplina vibrante y en evolución, siempre dispuesta a actualizarse en la medida en que se descubran nuevos datos y se desarrollen nuevas tecnologías de investigación. Este progreso constante nos recuerda que nuestro entendimiento actual es solo una instantánea en el continuo aprendizaje sobre el reino natural. Los avances en genética y biología molecular han revolucionado nuestra capacidad para descifrar las relaciones evolutivas y a menudo revelan sorpresas sobre cómo se relacionan las distintas especies entre sí. Como resultado, lo que hoy entendemos sobre la clasificación de mariposas y polillas puede ser refinado cuando se descubran nuevos aspectos sobre la intrincada red de la vida que estas fascinantes criaturas comparten con otras.
Colombia, paraíso para los insectos
La posición geográfica privilegiada de nuestro territorio, en el extremo noroccidental de Suramérica, un cruce de caminos entre el norte y el sur del continente americano, lo convierte en un mosaico de vida. Colombia es uno de los 17 países megadiversos del mundo gracias a su riqueza ecosistémica que comprende, entro otros ambientes, selvas húmedas tropicales en la cuenca amazónica y en el Chocó Biogeográfico; costas bañadas por dos océanos; extensas sabanas en la región Caribe y en la Orinoquia, zonas áridas en La Guajira y en el valle del Magdalena, dos valles interandinos alimentados por grandes ríos; bosques nublados en los flancos de las tres cordilleras; la mayor cantidad de páramos del mundo; y cumbres nevadas en los Andes. Esta variedad de hábitats ofrece condiciones únicas para el desarrollo de variados grupos de insectos, los cuales se destacan no solo por su cantidad, sino también por su desempeño ecológico; entre ellos se encuentran:
Coleópteros (escarabajos): es el grupo más diverso, con cerca de 20 000 especies en Colombia. Su amplia gama de formas y tamaños es un testimonio de la adaptabilidad y la diversidad ecológica de los insectos.
Himenópteros (abejas, avispas y hormigas): vitales para la polinización y el control de plagas, suman aproximadamente 8000 especies. Su trabajo incansable mantiene el equilibrio de nuestros ecosistemas y asegura la repro- ducción de muchas plantas.
Dípteros (moscas y mosquitos) y ortópteros (saltamontes y grillos): con miles de especies, juegan roles críticos en la cadena alimenticia, actúan como polinizadores y ayudan en la descomposición de materia orgánica.
Hemípteros (chinches y pulgones) y odonatos (libélulas y caballitos del diablo): aunque menos numerosos, son fundamentales para el control bioló- gico de plagas y como indicadores de la salud de los ecosistemas acuáticos.
Lepidópteros (mariposas y polillas): con más de 3949 especies registradas —incluyendo 200 endémicas y 2065 polillas, aunque se calcula que estas pueden ser más de 20000—, este grupo desempeña roles cruciales en la polinización y en la red alimentaria, y actúan como pieza clave en el equili- brio ecológico. Desde las mariposas que vuelan en las praderas de los Llanos Orientales hasta las polillas que navegan la oscuridad de la selva amazónica, cada especie cuenta una historia de adaptación y supervivencia. Es de des- tacar que, aunque algunas polillas son vistas con repulsión por los humanos debido a sus hábitos nocturnos y a su coloración monótona, su diversidad de formas y colores es tan rica y fascinante como la de sus contrapartes diurnas.
La investigación y la catalogación de las mariposas, impulsadas desde 1990 por científicos y naturalistas tanto colombianos como extranjeros, es un esfuerzo continuado para poner esta inmensa riqueza colombiana al alcance de todos; sin embargo, todavía queda mucho por explorar y descubrir. Cada nueva especie referenciada no solo añade una pieza más al vasto rompecabezas de la biodiversidad del país, sino que también subraya la urgente necesidad de proteger ecosistemas únicos.
La avispa guerrera del norte (Synoeca septentrionalis), de coloración azul metálico, es conocida por su dieta variada que incluye néctar, polen y pequeños insectos. En la imagen se alimenta de flores de lantana o cinco negritos.
