Los órganos cordotonales de las abejas

Jaime Abel Sanin Hernández es un apicultor colombiano que desarrolla en este interesante artículo una pormenorizada descripción acerca de los órganos cordotonales de las abejas. Describiendo cómo es la vibroacústica intra colmena que compone la comunicación social de estos insectos eusociales altamente desarrollados. Cómo son sus sonidos y vibraciones, sus cuerdas vocales y sus orejas.  Un viaje al interior de la colmena y la abeja que descubre sus órganos ocultos.

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Los Órganos Ocultos de las abejas. 

 

La vibroacústica intra colmena: Los sonidos y vibraciones componen la comunicación social de estos insectos eusociales altamente desarrollados

 

Las abejas utilizan dos modos de comunicación: El primer canal es el químico mediante la emisión de feromonas, el segundo es físico con la producción de vibraciones y sonidos de los cuales algunos pueden ser audibles por nosotros, por ejemplo, el canto de las reinas.

Tratare de desarrollar el segundo modo de comunicación analizando y comprendiendo los mecanismos anatómicos y biológicos que están ligados a este tipo de comunicación.

La colonia de abejas es un superorganismo dentro del cual miles de individuos viven conjuntamente y coordinan sus actividades en una perfecta armonía que asegura su sobrevivencia. Sin un sistema de comunicación eficaz todo esto sería imposible.

Toda comunicación tiene un emisor, tiene un receptor y contiene la capacidad de emitir y de codificar las señales enviadas. Estamos hablando de un lenguaje, veamos cual es el origen de las vibraciones y de los sonidos que son emitidos y cuáles son los órganos comprometidos que la abeja va utilizar para emitirlos y para captarlos. Los numerosos sonidos y vibraciones de las abejas no son perceptibles por nosotros y se ha necesitado de medios tecnológicos particularmente sensibles para oírlos.

Todos estos sonidos y vibraciones colectivos juegan un papel muy importante, pues constituyen una diversidad de modalidades de señales moduladas que incluyen movimientos del cuerpo, movimientos de las alas, contracciones musculares de alta frecuencia con movimiento de alas, raspado de las mandíbulas y tocado o tamboreo de algunas partes del cuerpo en resonancia sobre el substrato céreo (panal). Estas señales vibroacústicas y sonoras percibidas primariamente, vía los órganos cordotonales, que son órganos neurosensoriales. El órgano de Johnston en las antenas y los órganos subgenuales en las patas de la abeja. Todas estas señales son auténticos mensajes que incluyen la alarma, reclutamiento, activación de la colonia, señal de aprovisionamiento larval, señal de aprovisionamiento o falta de recursos alimenticios. La vida social de las abejas requiere comunicación entre todos o parte de los individuos miembros de la colonia, respuestas a nivel grupal frente a los estímulos ambientales y a las interacciones intra individuales tales como la imposición dominante de casta.

 

Desde una perspectiva evolutiva la comunicación social de las abejas hace parte poderosamente de lo que se ha denominado “fenotipo extendido” como lo expresó Dawkins (1982), variación fenotípica que permitió a las abejas jugar un mejor roll en la evolución social de los insectos. El conocimiento y comprensión de las modalidades de comunicación social intracolonia y el papel que desempeña es necesario para el total entendimiento de la biología de los insectos eusociales (Seeley 1997).

 

LA COMUNICACIÓN EN EL SENO DE LA COLMENA.

Las señales emitidas por las abejas se agrupan según su funcionalidad y su radio de influencia. Una primera categoría de señales vibratorias tiene una influencia limitada a un grupo pequeño de obreras, las más conocidas son las vibraciones ligadas a las danzas, en redondo y en ocho, también la danza que hacen las abejas cuando se quieren limpiar o despojar de un parásito. Estas danzas provocan respuestas específicas en sus congéneres y van a desencadenar comportamientos específicos en grupos determinados de individuos. La segunda categoría comprende señales que van generar una respuesta mucho más global a nivel de la colonia, estas señales vibratorias son moduladas y producidas dentro de una gran variedad de situaciones y sin generar el desarrollo de trabajos específicos provocan una respuesta comportamental más o menos importante, en esta categoría han sido enunciadas el baile de “limpieza”, de “euforia”, de “masaje” (Haydak 1929-1945). También el baile de “alarma” (Schneider 1949), la danza o vibración abdominal dorso-ventral (D-VAV) (Von Frisch 1967). Estas señales provocan un aumento de actividad en las abejas jóvenes que dedican más tiempo al cuidado del nido y a la construcción, pueden igualmente influir en diferentes mecanismos como el pecoreo, traer agua, criar reinas, o iniciar la enjambrazón, se provocan también señales vibratorias que permiten el desarrollo y nacimiento de las reinas vírgenes, señales que fomentan la rivalidad entre las reinas vírgenes provocado agresión para determinar cuál reina heredará el nido, otras ayudan a las reinas recién nacidas a emprender el vuelo de fecundación. Señales para que el enjambre busque el nuevo sitio para anidar rápidamente. Todo el conjunto de señales vibratorias, está muy bien adaptado para influir simultáneamente en numerosos trabajos e integrar el comportamiento de los grupos de obreras que cumplen trabajos estrechamente ligados. Así, el mensaje de la señal vibratoria aumenta la actividad que, combinada con la edad, el genotipo y la condición fisiológica de la abeja receptora determina una reacción específica. De tal manera, que la comunicación química y vibracional interactúa para tener un comportamiento coordinado a nivel de la colonia, por ejemplo las danzas que asociadas a las feromonas ayudan a la colonia a formular decisiones con relación al pecoreo y adaptar el trabajo de la colonia a la escasez o abundancia de recursos nutricionales (la acción de la feromona EBO sobre las pecoreadoras para que traigan polen), las señales vibratorias son un excelente sistema complejo y biológico social de las abejas que cumple un papel muy importante en las actividades de cooperación de la colmena en general.

SONIDOS Y VIBRACIONES

Las abejas están equipadas con estructuras especialmente concebidas para la producción de señales acústicas y pueden emitir una gama de vibraciones que pueden llegar a los 1000 Hz, por tanto estas emisiones tienen diferentes frecuencias desde graves a agudas, los sonidos son producidos por oscilaciones rítmicas toráxicas, generadas por los estiramientos y contracciones de músculos antagonistas utilizados en el vuelo, los músculos dorso ventrales que atraviesan el tórax verticalmente y los dorso longitudinales que lo atraviesan horizontalmente, estas contracciones extraordinariamente rápidas baten las alas hasta 230 veces por segundo (230 Hz). El modo como funcionan los músculos durante la emisión de sonidos difiere de como son utilizados para el vuelo, al aumentar la contracción de los músculos se desencadena una rigidez creciente del tórax generando emisiones de frecuencia muy superiores estas son transmitidas por el panal; en el vuelo estas vibraciones están menguadas llevan menos frecuencia.

 

LAS VIBRACIONES DE LAS ABEJAS

Fuera del canto de las reinas, el contacto estrecho de la futura reina con la cera del capullo o realera permite transmitir sus señales al panal. El panal como substrato rígido permite la transmisión de las vibraciones. En el retorno de las pecoreadoras a la colmena sus patas se aseguran como un gancho estableciendo un vínculo mecánico entre la cera y el tórax, es por la posición de la pared de las celdas como las abejas transfieren la energía vibratoria hacia el panal, es por este evento por el cual giran durante las danzas.

En las abejas la sensibilidad o captación de la vibración, se atribuye a un receptor elástico situado sobre la rodilla en la parte próxima a la tibia de cada una de sus patas, este es el denominado ÓRGANO SUBGENUAL de tipo CORDOTONAL (receptores neurosensibles que perciben los cambios de función) constituido por escolopidos. Este órgano se estira a lo largo de la hemolinfa en el centro de la tibia. Cuando la tibia se pone en movimiento por la vibración en el marco, la tensión va estimular mecánicamente las células receptivas que envían una señal al cerebro. Este órgano funciona de manera similar a un mini sismógrafo extremadamente sensible, sólo una amplitud de algunos micrómetros se percibe ya, rápido, esto dentro de una muy larga gama de frecuencias. La máxima sensibilidad de las células sensoriales se marca por las vibraciones verticales con frecuencias comprendidas entre 150 y 190 Hz. La posición horizontal o vertical de la tibia influencia la recepción, por consiguiente, la orientación de las patas de una abeja con relación al cuadro o panal sobre el cual camina libremente, es de gran importancia para su sensibilidad a las vibraciones del substrato, con sus seis patas captoras la abeja percibe las más mínimas vibraciones a nivel de los marcos.

LAS CUERDAS VOCALES DE LAS ABEJAS

 

Por muy asombroso que parezca, las alas son las principales fuentes de emisión de ondas sonoras de las abejas. Las alas transforman las vibraciones toráxicas en sonidos aerotransportados, ellas actúan como un emisor (asimétrico – dipolar), las presiones acústicas por encima o por debajo del plano de las alas se encuentra en fase de oposición y esto genera gradientes de presión en la proximidad del borde de las alas, se crea una zona de corrientes de aire próximas al abdomen. Durante la danza del meneo o agitación las corrientes de aire detrás de la abeja son de una velocidad de 15 cm/seg., realmente este es un chorro de aire y su dirección es independiente del movimiento de las alas y lo captan las abejas a su alrededor.

LAS OREJAS DE LAS ABEJAS

 

Cerca de la fuente sonora los sonidos más importantes corresponden a los movimientos de las partículas de aire, en consecuencia, las estructuras flagelares como los pelos (escopa) o las antenas pueden funcionar como detectores de la velocidad de las partículas. Se ha sabido ya de largo tiempo, que las abejas son capaces de detectar las corrientes de aire por medio del ÓRGANO DE JOHNSTON, también un órgano CORDOTONAL, localizado en el pedicelo o segundo segmento de las antenas este órgano permite captar los estímulos de vibración producidos por la resonancia de las alas posibilitando la comunicación social cuando las abejas practican sus danzas. Este órgano también contiene escolopidos que son células sensoriales con pequeñas estructuras elásticas que se estimulan por la desviación o movimiento del flagelo. Al menor desplazamiento del flagelo los escolopidos se deforman y envían una señal al cerebro, este es el órgano más sensible a las frecuencias que captan las antenas que oscilan entre 200 y 300 Hz. Las antenas fuera de contener el órgano de Johnston y, además de oír son el olfato y tacto de las abejas.

 

Atentamente,

 

Jaime Abel Sanin Hernández

Apicultor colombiano

Cali, Colombia, Septiembre 15 de 2021

 

Bibliografía

1. Hunt & F. J. Richard. Intracolony vibroacoustic comunication in social insects. INSECT SOC. Nov. 2013,
2. Kilpinen & J. Storm. Biophisics of the subgenual organ of the honeybee, A. mellifera. Enero 1997. Journal of Comparitive Physiology A 181(4):309-318.
3. H. Field & T.Matheson. Chordotonal Organs of Insects. Advances in Insect Physiology, 1998.
4. Simon et E. Bruneau. Vibrations les abeilles comuniquen. Abeilles & Cie. Ene. 2015. No. 164, Pág. 28-31.

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