Luis R. Núñez V. y Alfredo D. Briceño-S.
Laboratorio de Taxidermia y Preparados Anatómicos ¨Ramón de Jesús Acosta¨ Centro de Investigaciones Biológicas, Facultad de Humanidades y Educación, Univer- sidad del Zulia, Apartado 526, Maracaibo 4001-A, Estado Zulia, Venezuela. adbs.91@ gmail.com
Se presenta un avance de las variaciones morfométricas del tagma cefálico y torá- cico en individuos larvales de Tribolium castaneum. Se trabajó con 23 individuos per- tenecientes a la colección Entomológica del Laboratorio de Taxidermia y Preparado Anatómicos del Centro de investigaciones Biológicas de la Universidad del Zulia. Cada ejemplar es fijado con vista dorsal a una lámina microscópica usando glicerina como medio de montaje, para fotografiarlos con una lupa USB de resolución 1280*960 5x. Se determinan 11 hitos homólogos (tipo I) presentes en el primer y segundo segmento corporal. Las imágenes son procesadas con los programas TPSdig versión 2.16 para la obtención de las coordenadas cartesianas, el programa CoordGen7a para extraer la ma- triz con las variables de conformación y, paralelamente PCAGen7a, para los análisis estadísticos convencionales. Con la matriz de las 23 configuraciones de coordenadas geométricas se prosigue a realizar el Análisis Generalizado de Procrustes y sobre las variables de conformación obtenidas se elabora un Análisis de Componentes Principa- les (ACP) con fin de examinar los principales ejes de variación morfológica en el es- pacio tangente. Hasta el presente, la máxima variación intraespecífica obtenida a partir del CP1 apunta a que el mayor cambio en la forma de los individuos larvales se produ- ce en el primer segmento corporal (tagma cefálica) y refleja una relativa expansión del protórax/mesotórax. En contraste, el CP2 indica principal expansión uniforme en los intersegmentos laterales derechos e izquierdos. Futuros resultados pueden constituir un soporte teórico en la categorización larval por estadios de Tribolium castaneum.
An advance is presented in of the morphometrics variations of the cephalic and thoracic tagma in the larval individuals of Tribolium castaneum. We work with 23 in- dividuals belonging to the entomological collection of the Taxidermy and Anatomical Prepared Laboratory of the Center for Biological Research of the University of Zulia. Each specimen is with a microscopic view using a glycerin as mounting medium, for this form to photograph with a USB magnifying glass resolution 1280 * 960 5x. Eleven homologous milestones (type I) present in the first and second body segments were determined. The images are processed with the TPSdig version 2.16 programs to obtain the Cartesian coordinates, the Coordination 7a program to obtain the matrix with the conformation variables and, in parallel, PCAGen7a, for the statistical statisti- cal analyzes. With the matrix of the 23 configurations of the geometric characteristics, the Generalized Analysis of Procrustes is continued and the variables of the configu- ration of the Main Components (ACP) in order to examine the main axes of the mor- phological variation in space. tangent To date, the maximum intraspecific variation is derived from CP1 and the greatest change in the shape of the larval individuals occurs in the first body segment (cephalic tagma) and responds to a relative expansion of the prothorax / mesothorax. In contrast, CP2 indicates the main uniform expansion in the right and left lateral intersegments. Future results may constitute a theoretical support in the larval categorization by stages of Tribolium castaneum.
La morfometría geométrica se basa en el estudio de la variación en la forma a partir de puntos anatómicos de referencias o landmarks. Esta subdisciplina permite descri- bir la figura de las estructuras registrándolas en un sistema de coordenadas X, Y las cuales mantienen intacta su conformación geométrica. Una de las ventajas que ofrece este método es la visualización de los cambios que se producen en la configuración anatómica de las muestras estudiadas. Por consiguiente, se puede explicar cómo se modifica la forma y todas las transformaciones que subyacen en la misma (Aguirre y Jiménez-Prado, 2018).
Por otro lado, debido a que el escarabajo castaño de la harina de trigo, Tribolium Castaneum, se figura como un organismo patógeno de importancia médica, agrícola y social, sus estudios están dirigidos principalmente a evaluaciones y caracterizaciones sobre algunos de sus patrones ecológicos, así como el impacto que esta especie produ- ce en el ámbito agrícola y médico, como los estudios llevados a cabo por Bentancourt y Scatoni (1999); Rodriguez (2009); Beeman Haas y Friesen (2012); Buckman et al., (2013) y Devi and Devi, (2015). No teniéndose (a conocimiento de los autores) hasta el presente, investigaciones que describan la forma de la especie haciendo uso de la morfometría moderna, y menos en individuos larvales que son los responsables de los mayores daños agrarios, alimenticios y ambientales (Bentancourt y Scatoni 1999).
Razón por la cual, este trabajo persigue describir las principales variaciones morfo- métricas presentes en el tagma cefálico y torácico en individuos larvales de Tribolium castaneum haciendo uso de la morfometría geométrica, con el fin de brindar mayor so- porte teórico y práctico en las caracterizaciones morfológicas de los estadios larvales de mencionada especie.
Hasta el presente, se ha colectado un total 23 individuos correspondientes a larvas Tribolium castaneum. Estos forman parte de la colección entomológica del La- boratorio de Taxidermia y Preparado Anatómicos del Centro de investigaciones Bioló- gicas de la Universidad del Zulia, preservados bajo una solución de alcohol al 70%.
Cada ejemplar es fijado con vista dorsal a una lámina microscópica usando glicerina liquida como medio de montaje y, de esta forma, son fotografiados con una lupa USB marca Auchans de resolución 1280*960 5x. En las fotos digitales de cada individuo se determinan las coordenadas cartesianas de 11 hitos morfológicos homólo- gos (landmarks) en los dos primeros segmentos corporales (Figura 1). Estos hitos son estructuras anatómicas de referencia y corresponden al tipo I según la estandarización de Bookstein et al., (1985) y Bookstein (1991).
Figura 1.- Localización de los landmarks en el contorno dorsal de los dos primeros segmentos corporal (tagma cefálico y torácico) en un representante de la especie Tribolium castaneum . 1- Sutura frontoclipeal. 2- seudomologo media entre 1 y 3. 3- Sutura intersegmento lateral derecha cabeza/ protórax. 4- sutura intersegmento lateral derecha Protórax/ mesotórax. 5- sutura intersegmento lateral derecha mesotórax/metatórax. 6- Sutura intersegmento lateral derecha metatórax/abdomen. 7- Sutura intersegmento lateral izquierda metatórax/abdomen. 8- sutura intersegmento lateral izquierdo mesotórax/metatórax. 9- sutura intersegmento lateral izquierda Protórax/ mesotórax. 10- Sutura intersegmento lateral izquierda. 11- seudomologo media entre 1 y
Las imágenes obtenidas están siendo procesadas con los programas TPSdig ver- sión 2.16 (Rohlf 2010), para la obtención de los once pares de coordenadas xy de la región dorsal del tagma cefálico y torácico de cada ejemplar y, paralelamente, se están empleando los programas CoordGen7a (Sheets 2011), para extraer la matriz con las variables de conformación y PCAGen7a (Sheets 2011), para efectuar los análisis esta- dísticos convencionales en la configuración de los landmarks. La metodología que se sigue para el procesamiento de las imágenes y en el tratamiento de los datos, funda- mentalmente es la propuesta por Zelditch et al. (2004).
Análisis de morfometría geométrica.
Con la matriz de las 23 configuraciones de coordenadas geométricas de los once hitos homólogos de referencia se prosigue a realizar el Análisis Generalizado de Procrustes (Goodall, 1991), para una superimposición Procrustes, con el fin de eli- minar los efectos de la talla, escala y la posición (Zelditch et al. 2004) y generar una matriz con las variables de conformación (Partial warps=Pw), así como del tamaño centroide (CS). Esta matriz de Pw se usa para un Análisis de Componentes Principales (ACP) con el programa PCAGen7a (Sheets 2011). El análisis de componentes prin- cipales sobre las variables de conformación produce unos componentes principales llamados relative warps, organizados en orden decreciente de acuerdo con la porción de la varianza que explican. En consecuencia, el primer relative warp representa la di- rección de la variación máxima de conformación entre los especímenes (Rohlf, 1990, Jaramillo, 2012).
Para interpretar el patrón de variación representado por una componente prin- cipal (CP) hay que basarse en los coeficientes de la CP, que expresa la relación entre la PC y las variables originales. Debido a que las variables originales son variables de forma, se puede generar una imagen de la variación de la forma a lo largo de cualquier CP al multiplicar las variables de forma originales por los coeficientes de la CP y su- marlos (Zelditch et al., 2012)
Considerando que aún el tamaño muestral no es estadísticamente representativo para aplicar análisis estadísticos robustos, solo se limita a sondear las descripciones de los datos en base a pruebas estadísticas que se aproximan a caracterizar las configura- ciones obtenidas hasta los momentos y que las mismas están encaminadas a alcanzar los objetivos planteados en este trabajo. Para efectos de este estudio, se está aplicando la prueba estadística multivariada Análisis de Componentes Principales (ACP) sobre las configuraciones ajustadas con Procruster, con la finalidad de reducir la dimensio- nalidad de los datos y determinar las diferencias entre las mismas. Por lo cual, las primeras derivaciones se resumen a continuación:
Los resultados del análisis de Relative Warps o componentes principales de forma (Figura 2a) señalan que el 36% de la variación morfológica de la muestra se encuentra explicada por el primer componente. Esta variación se manifiesta en el alargamiento
y compresión de la forma; en donde el principal patrón de cambio de los individuos larvales se produce en el primer y segundo segmento corporal de la tagma cefálica. En consecuencia, se refleja una pronunciada expansión de la región protórax-metatórax y una relativa contracción en la región del mesotórax-abdomen. En contraste, el segundo componente que explica el 21% de la variabilidad (Figura 2b), muestra cambios loca- lizados principalmente en los extremos laterales izquierdo y derecho del cuerpo. En efecto, esto evidencia una pequeña expansión lateral de los dos segmentos del tagma cefálico y torácico.
a)
b 
Figura 1. La gradilla de deformación muestra los cambios en la forma según el CP1 (a) y el CP2 (b), los círculos rojos indican la forma promedio de la muestra. Las flechas indican los cambios en la posición relativa de los landmarks conforme al incremento en los scores.
Los cambios asociados principalmente con la expansión corporal hallados en la for- ma de las larvas en estudio coinciden con las descripciones larvales por estadios de T. castaneum reportadas por Devi y Devi (2015). Estos autores encontraron variaciones sustanciales en cuanto a la longitud y anchura del cuerpo conforme avanza el creci- miento en las etapas del desarrollo larval; una de las características más distintivas entre los estadios larvales corresponde a su tamaño (medidas de longitud y anchura corporal) y su forma, relacionada con el aspecto cilíndrico de sus cuerpos.
La variabilidad morfológica reportada hasta los momentos puede obedecer a cam- bios ontogenéticos característicos de cada etapa del desarrollo larval de los individuos estudiados. No obstante, las investigaciones previas relacionadas con la morfometría geométrica moderna en estadio larvales son escasas, limitándose a estudios morfo- lógicos tradicionales (Casadio y Zerba 1996, Mondragón y Camero 2007; Fedina y Lewis 2007; Kamaruzzaman y et al. 2006; Karunakaran et al. 2004; Devi and Devi. 2015). Reportando crecimiento exponencial conforme avanzan los estadios larvaes. Los resultados aquí planteados aunque relevantes y en apertura a toda una nueva línea de investigación, precisan de análisis estadísticos específicos que permitan discernir las diferencias que subyacen en estas formas. Por consiguiente, posteriores análisis en una muestra más representativa podrían contribuir a mejores caracterizaciones de las larvas de Tribolium castaneum.
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