Variación morfológica asociada al desempeño metabólico de vuelo de Heliconius charithonia

Abstract

Butterfly's wing morphology variation is associated to several flying behaviors. To insects, flying represents a constant need for fuel availability and oxygen transportation to the flying muscles as well as aerodynamic adjustments that depends on wings morphology. Nutrition must cover all the energetic requirements of carbohydrates, lipids and protein that will be broken down during metabolism to generate enough power for flying, which will be reflected in respiration, through the O2 consumption and CO2 production. In Heliconius charithonia butterfly, at least 3 morphological phenotypes have been described: females and males with two different mating tactics, which are associated with differences in foraging patterns and flying aerodynamics; and it has been proposed that this affects the availability of energy supply, locomotor performance and the metabolic spend levels among the 3 phenotypes. We focus in the relation among wing's morphologic variation and metabolic performance between females and males in Heliconius charithonia population where these 3 phenotypes were described. Comparisons of the wing's morphology, flying aerodynamics (i.e. body mass, wing loading, flying muscle ratio and appearance ratio), flying metabolic spend (i.e. resting metabolic rate, flying metabolic rate and maximum peak in the CO2 production while flying), and finally the energetic reserves composition (i.e. carbohydrates, lipids and proteins) as appraiser for everyone.

La gran diversidad de morfologías alares en mariposas está asociada a distintos comportamientos de vuelo. El gran costo de las conductas de vuelo en insectos, requieren de la disponibilidad de combustible y el transporte de oxígeno a los músculos de vuelo, como de ajustes aerodinámicos dependientes de la morfología de las alas. Por lo que la alimentación debe cubrir los requerimientos energéticos de carbohidratos, lípidos y proteínas, que serán degradados y sintetizados para generar la energía suficiente que se gasta en el vuelo y se refleja en la respiración a través de tasas diferenciales de consumo de O2 y producción de CO2. En la mariposa Heliconius charithonia se han descrito al menos tres fenotipos: hembras y machos con dos distintos tipos de apareamiento asociadas a diferencias en los patrones de forrajeo y de aerodinámica de vuelo; lo que se ha sugerido que debe estar asociado a diferencias en los presupuestos energéticos, desempeño locomotor, y niveles de gasto energético y metabólico de vuelo entre los 3 fenotipos. En este trabajo, se analiza la relación entre la variación morfológica alar y el desempeño metabólico en hembras y machos en una población de Heliconius charithonia donde se han descrito estos 3 fenotipos. Se evaluaron las diferencias en la morfología alar, la aerodinámica de vuelo (i.e. masa corporal, carga alar, proporción de músculo de vuelo y la proporción de aspecto), gasto metabólico de vuelo (i.e. tasas metabólicas en reposo, en esfuerzo de vuelo y el pico máximo de producción de CO2 durante el esfuerzo de vuelo), así como el contenido energético (i.e. carbohidratos, lípidos y proteínas) como estimador de condición de cada individuo.