La entomología, la ciencia de los insectos, se ha desarrollado durante miles de años de interacciones entre humanos e insectos. Dado que los insectos existen en prácticamente todas las superficies terrestres y desempeñan varios roles ecológicos críticos, la entomología teórica y aplicada son dominios de investigación centrales para el siglo XXI y más allá.
Los recientes avances tecnológicos, incluida la accesibilidad internacional a la creación de vídeos transparentes, están transformando los procesos sociales de educación, investigación y gobernanza. Este editorial resume los protocolos asociados con la entomología moderna y tiene como objetivo comunicar los desarrollos metodológicos recientes en entomología para facilitar su adopción.
En "Recolección y mantenimiento a largo plazo de hormigas cortadoras de hojas (Atta) en condiciones de laboratorio", Nogueira et al. revisan la historia de vida de las hormigas cortadoras de hojas Atta y presentan un protocolo para obtener, mantener y estudiar colonias en entornos de laboratorio1. Los métodos descritos comienzan con la obtención de una reina apareada o una colonia joven. Luego se proporcionan varios detalles sobre la arquitectura del nido y un régimen dietético que apoya colonias de Atta saludables y observables.
La experiencia involucrada en el desarrollo de este método es el producto de más de tres décadas de ajuste, y el método es altamente escalable para fines de investigación y educación. Las hormigas constituyen un clado global exitoso y diverso, y las hormigas cortadoras de hojas encarnan específicamente un estilo de vida micológico fascinante y elaborado. Por lo tanto, los métodos mejorados para estudiar el desarrollo y el comportamiento de las hormigas cortadoras de hojas tienen implicaciones para campos como la fisiología eusocial y los estudios de comportamiento colectivo, así como para la comunicación científica.
En "Recolección e identificación de polen de colonias de abejas melíferas", Topitzhofer et al. describen un método para el procesamiento eficiente del polen traído por las compañeras de nido de alimentación de las abejas melíferas (Apis mellifera)2. En el método presentado, el polen a granel se recolecta de los recolectores que regresan a medida que se escurren a través de una malla metálica, que desplaza los granos de polen de su canasta de polen. Los gránulos de polen recolectados se clasifican inicialmente por color, y luego se pueden procesar químicamente y analizar con un microscopio para determinar de qué especie proviene el polen.
Es importante destacar que la tubería utiliza la recolección pasiva de polen con una malla instalada (a diferencia de la recolección manual de abejas individuales) y métodos visuales de bajo costo de identificación de polen (a diferencia de la microscopía electrónica o el metacódigo de barras). Las abejas melíferas se alimentan de polen de las plantas, adquiriendo nutrición vital para sí mismas y al mismo tiempo realizando importantes servicios para los sistemas económicos, agrícolas y socioculturales humanos. Por lo tanto, los métodos mejorados para la evaluación de la salud de las abejas melíferas y la productividad de la búsqueda de alimento serían de interés para aquellos involucrados en la producción de alimentos, la planificación regional y el modelado del capital natural.
En "Fundamentos de la histología y detección de muerte celular en tejido de abejas", Smodiš Škerl describe métodos para aislar tejidos de abejas melíferas y evaluarlos para diferentes patrones de renovación y muerte celular3. El protocolo describe un método para diseccionar y analizar dos tejidos importantes para la digestión y la interfaz ambiental: las glándulas hipofaríngeas (HPG) y el intestino medio. Los patrones de muerte celular se pueden estimar a partir de los tejidos disecados, lo que permite evaluar los efectos específicos de los tejidos de las exposiciones químicas subletales.
Comprender las bases de desarrollo de los rasgos fisiológicos, conductuales y ecológicos a menudo requiere análisis específicos de tejidos. Sin embargo, la disección de tejidos específicos puede ser una empresa que requiere mucho tiempo y habilidades y experiencia específicas. El manuscrito de Smodiš Škerl proporciona una valiosa hoja de ruta para los investigadores que realizan trabajos sobre el intestino medio y/o el HPG de las abejas. Los métodos presentados facilitarán análisis histológicos poco comunes en abejas melíferas y, por lo tanto, son relevantes para aquellos que estudian la base específica del tejido del desarrollo, el envejecimiento y la evolución en insectos.
En "Evaluación del riesgo de agroquímicos para las reinas de abejas melíferas apareadas", Fine et al. describen un método para estudiar cómo las obreras de las abejas melíferas tratadas con agroquímicos proporcionan a su reina y, por lo tanto, influyen en la fecundidad de la colonia4. El protocolo comienza con el montaje de un recinto especial para la observación de reinas en el contexto de un número conocido de obreras compañeras de nido alimentadas con una dosis conocida de nutrientes y agroquímicos (en el caso del estudio, imidacloprid). La producción de huevos, la viabilidad embrionaria, el consumo de alimentos y la mortalidad de las obreras se pueden rastrear y relacionar con los tratamientos agroquímicos.
Los métodos sirven para cerrar la brecha entre los métodos de campo y de laboratorio y contribuyen a las discusiones esenciales sobre las prácticas agrícolas y apícolas globales. Las prácticas agrícolas contemporáneas a menudo se basan en la aplicación de agroquímicos con efectos complejos dependientes de la dosis sobre la salud de los artrópodos, pero la complejidad de las colmenas de abejas melíferas puede obstaculizar los esfuerzos para medir con precisión estos efectos. Este manuscrito proporciona una solución elegante para ayudar a comprender los impactos entomológicos del "mundo real" de las prácticas agrícolas.
Los artículos descritos anteriormente destacan varios métodos científicos que se pueden utilizar para estudiar la morfología, fisiología y comportamiento de hormigas y abejas. El estudio de los insectos eusociales in vivo se ha complicado durante mucho tiempo por las dificultades en el laboratorio y el campo en términos de la manipulación directa y la observación de los compañeros de nido, el largo tiempo de generación de muchas especies y los desafíos para ampliar los experimentos a nivel de colonia. Dos métodosaquí 1,4 abordan estos desafíos con diferentes enfoques. Específicamente, en Fine et al.4, los autores informan de un método para evaluar directamente el impacto de productos químicos individuales en la fecundidad de las reinas (y, por lo tanto, de las colonias). Además, Nogueira et al.1 presentan un sistema a gran escala para la cría y observación de múltiples colonias de hormigas cortadoras de hojas. Ambos métodos tienen una amplia aplicabilidad a entomólogos y agricultores.
En términos más generales, la presentación en video de los métodos puede aumentar la adoptabilidad, competencia y reproducibilidad de los métodos desarrollados por investigadores a nivel mundial. Este tipo de entomología metodológica se puede ver dentro del contexto y la historia de la visualidad 5,6, el conocimiento tácito7 y la participación comunitaria8 en entomología.
El trabajo futuro podría desarrollarse a lo largo de varias dimensiones. El alcance de las especies podría expandirse más allá de las hormigas y las abejas para incluir otros insectos y no insectos. Las bases de datos ecológicas podrían aprovecharse para destacar nichos y especies en los que los métodos podrían aplicarse de manera fructífera. La educación y la investigación en entomología podrían explorar tecnologías emergentes como la realidad aumentada, la comunicación entre especies, la robótica y el modelado cognitivo de sistemas ciberfísicos basados en insectos. Los métodos más efectivos y los datos empíricos mejorados serán útiles para los estudios que aplican las técnicas de la ciencia de la complejidad (por ejemplo, modelado basado en agentes, estigmergia, análisis de sistemas multiescala) a insectos y más allá.