INTRODUCCIÓN

Los insectos, y en especial algunas moscas, juegan un papel relevante en la descomposición de la materia

orgánica animal y vegetal, además como vectores directos o indirectos de bacterias, hongos, parásitos y virus de importancia en salud humana y animal (^{Khamesipour et al., 2018}). Sus formas inmaduras (larvas) pueden causar miasis en el humano y otros animales vivos, pero también pueden hallarse en cadáveres en diferentes estados de descomposición, convirtiéndose en indicadores de importancia forense. Entre las principales familias de moscas carroñeras se encuentran Calliphoridae, Sarcophagidae, Muscidae, Fanniidae y Phoridae (). Particularmente, en la familia Muscidae se encuentra la especie Musca domestica L., la cual tiene una amplia distribución geográfica y es reconocida por su importancia médico-legal ().

Fig. 1: Puntos de referencia utilizados para el análisis morfométrico en el ala derecha de Musca domestica. 

El dimorfismo sexual, o la diferencia en la fisionomía externa de machos y hembras, existe en la mayoría de especies del reino animal, y ha sido explicado principalmente como un mecanismo de selección sexual (;). Tradicionalmente, en moscas se han detectado diferencias en caracteres morfológicos clásicos tales como los órganos sexuales o incluso el tamaño corporal. Sin embargo, poco se conoce de la diferenciación en la geometría alar, un carácter altamente controlado a nivel genético que influye en el vuelo e impacta su historia de vida, y que puede ser analizado mediante morfometría geométrica ( ).

La morfometría geométrica permite analizar la forma de cualquier estructura, y estudiar su covariación con otros factores, así como responder a diversas preguntas ecológicas y evolutivas (^{Klingenberg, 2010}). A partir de la asignación de puntos de referencia o landmarks sobre imágenes de la estructura de interés, es posible analizar su conformación o shape, definida como un atributo que no esta afectado por la escala, la rotación o el tamaño (^{Bookstein, 1991}), y que permite su estudio multidimensional. Lo anterior representa una diferencia fundamental con la morfometría tradicional, la cuál no estudia la forma del objeto en sentido estricto, sino que basa sus análisis en datos unidimensionales ( ). A nivel biológico, específicamente en dípteros, la morfometría geométrica ha permitido el estudio de la diversidad de la forma entre y dentro de especies, así como el efecto de variables ambientales sobre este atributo (Rodríguez-Zabala et al., 2016; ;; ).

Tabla I: Localización anatómica de los puntos de referencia utilizados para este estudio siguiendo la nomenclatura propuesta por Cumming & Wood (2009). 

El objetivo de este estudio fue evaluar el dimorfismo sexual en la geometría alar de M. domestica y, explorar la variabilidad del tamaño y la conformación alar, aspectos clave para reconocer su diversidad fenotípica.

MATERIAL Y MÉTODOS

Los especímenes utilizados en este estudio hacen parte de la Colección Entomológica Tecnológico de Antioquia, CETdeA. Se seleccionaron especímenes provenientes de los departamentos de Antioquia y Meta, los cuales fueron recolectados con trampas Van Someren-Rydon modificadas y cebadas con aproximadamente 250 gramos de una mezcla de vísceras de pollo y cabezas de pescado en descomposición siguiendo los protocolos estandarizados (), como parte de salidas de campo realizadas por miembros del grupo de investigación Bioforense. Este trabajo recibió aprobación del Comité de Bioética del Tecnológico de Antioquia (Acta Nro. 4 de 2017) y cumplió con los requerimientos legales y permisos necesarios para la recolección del material en campo (Resolución 0839 del 25 de Julio de 2014). Los especímenes se identificaron a nivel de especie y sexo, con claves taxonómicas especializadas o descripciones morfológicas ;). Se cortó el ala derecha de cada espécimen y se realizó el montaje lámina-laminilla. Posteriormente, se tomaron fotografías de las alas en vista dorsal utilizando una cámara óptica OPTIKAM Pro 3, la cual posee una resolución de 3,2 megapíxeles, y que fue adaptada a un estereomicroscopio Nikon modelo SMZ745T.

Se digitalizaron 15 puntos de referencia homólogos en el ala derecha que cubren la estructura (Fig. 1) utilizando el módulo COO del paquete CLIC , ). La localización de los puntos de referencia se encuentra descrita en la Tabla I, siguiendo la nomenclatura de venación alar propuesta por . El índice de repetibilidad (R), que evalúa el error en la digitalización de los puntos de referencia, fue estimado siguiendo la metodología propuesta por ^{Arnqvist & Martensson (1998)}.

Se recuperó la variable tamaño centroide, dato correlacionado con el tamaño alar (Morales Vargas et al., 2010), y posteriormente, se procedió a obtener las variables de conformación mediante la superposición de Procrustes, la cuál elimina las variaciones en posición, orientación y escala de las alas. Para la variable tamaño centroide, se incluyeron comparaciones entre la mediana y la varianza de machos y hembras (prueba U de Mann-Whitney) (), mientras que con las variables de conformación se procedió a realizar i) un análisis de componentes principales, para explorar su variación, ii)un análisis de las distancias de Mahalanobis entre los grupos analizados y su significancia, y iii) un análisis discriminante para evaluar el potencial de la conformación alar para separar sexos. El efecto alométrico, es decir, el impacto del tamaño sobre las variaciones de la conformación, se analizó mediante una regresión multivariada con 1.000 permutaciones (). Adicionalmente, el modelo de pendientes alométricas comunes se evaluó mediante un análisis multivariado de la covarianza. Los análisis morfométricos se realizaron en el paquete CLIC (), el programa MorphoJ ( ) y el programa PAST (). Las figuras fueron ajustadas utilizando la web https://plot.ly/.

RESULTADOS

Se incluyeron 54 especímenes en total, 27 de cada sexo. La información de los especímenes se encuentra en la Tabla II. El índice de repetibilidad fue alto, con un valor de 0,99 para el tamaño centroide y superior al 90% para los seis primeros componentes principales que representan el 82% de la variación en la conformación alar.

Se encontraron diferencias significativas en la comparación de medianas del tamaño centroide (p = 0,01; prueba Mann-Whitney U) (Fig. 2), mientras que no se evidenciaron diferencias significativas en su varianza (p = 0,07; prueba de Fisher). Las hembras fueron más grandes (Me = 6,2 ± 0,4 mm) que los machos (Me = 5,8 ± 0,1 mm). A pesar de existir un efecto alométrico significativo cuando se evaluaron todos los especímenes (p = 0,007; regresión multivariada) la contribución el tamaño para explicar las diferencias en la conformación alar fue despreciable (5,7%); aún así, pudo ser corregido (lambda de Wilks = 0,66; p = 0,96) para las comparaciones posteriores. Por su parte, cuando el efecto alométrico se analizó separando los sexos, no se encontró un efecto alométrico significativo (p > 0,05), y el tamaño explicó sólo el 1,82% y 3,79% de la variación de la conformación alar en hembras y machos, respectivamente.

La comparación del promedio de la conformación alar reveló diferencias significativas (distancia de Mahalanobis = 6,42; p < 0,0001) entre machos y hembras, mientras que no se evidenciaron diferencias en la varianza de la conformación alar (p = 0,42; 1.000 réplicas). El análisis discriminante validado permitió clasificar correctamente el 96% de las hembras y el 92% de los machos a partir de las variables de conformación (Fig. 3). Los especímenes que se clasificaron incorrectamente correspondieron a tres individuos, una hembra y un macho de Cola del Zorro, Medellín, Antioquia, y un macho de Ankon, Copacabana, Antioquia.

Las mayores diferencias en la geometría alar se presentaron en la margen posterior del ala en los puntos de referencia 11 [intersección entre la vena basal-medial (bm) y la ramificación anterior de la vena cubital (CuA)] y el punto de referencia 14 [intersección entre la ramificación anterior de la vena cubital (CuA) y la vena CuA+CuP (CuA + ramificación posterior de la vena cubital)], mientras que la arquitectura alar fue más conservada hacia la base del ala (Fig. 4). En general, las alas de los machos fueron más alargadas y estrechas que las alas de las hembras.

DISCUSIÓN

Este estudio evidencia el dimorfismo sexual en el tamaño y la conformación alar en especímenes de campo de M. domestica de Colombia. El tamaño de las alas de las moscas se ha corre (Celis & Diaz-Benjumea, 2003; Petersen et al., 2016). Particularmente, este estudio evidenció un mayor tamaño alar en hembras que en machos de M. domestica. Este hallazgo es consistente con lo reportado previamente con otras moscas necrófagas (Diptera: Calyptratae) de la familia Calliphoridicina Robineau- Desvoidy (Limsopatham et al., 2018), Lucilia cuprina (Wiedemann), Chrysomya megace Chrysomya albiceps (Wiedemann) (Nuñez-Rodríguez &Liria, 2017). La variación encontrada en el tamaño de cada sexo de M. domestica en este estudio podría explicarse por factores abióticos. Se ha demostrado que el tamaño corporal de poblacione on la latitud y al^{titud (Bryant, 1977; A}lves & Bélo, 2002). Por su parte, Baleba et al. (2019) bajo condiciones de laboratorio controladas demostraron el impacto de otras variables como la densidad de larvas y el tipo de sustrato en el tamaño de los adultos de Stomoxys calcitrans L., otra especie de la familia Muscidae.

Es bien conocido el papel relevante de factores abióticos, particularmente de la temperatura, en la dinámica poblacional, el tiempo de desarrollo, la el tamaño de los dípteros (Phanitchat et al., 2019). Un estudio realizado en M domestica no encontró un efecto significativo de la temperatura en el tamaño alar en ninguno de los sexos en una colonia joven de laboratorio de especímenes colectados en Italia (), probablemente explicado por un bajo número de grupos experimentales y de temperaturas probadas. En contraste, algunos datos recientes han sugerido una respuesta adaptativa diferencial en respuesta a la temperatura de poblaciones europeas de M. domestica (). Dado que los especímenes analizados en este estudio se colectaron como adultos en el campo, no es posible conocer el impacto de variables ambientales específicas durante su desarrollo sobre el tamaño alar. Sin embargo, la mayoría de los especímenes provienen de municipios con una temperatura ambiente similar, por lo que se hipotetiza que otros factores abióticos diferentes a la temperatura potencialmente explicarían los datos observados.

Fig. 2: Comparación de la distribución del tamaño centroide (en milímetros) entre machos y hembras de Musca domestica. Cada punto representa un dato de un espécimen. El diagrama de cajas representa el dato de la mediana en el centro, el rango intercuartílico Q1 y Q3 en los bordes y, el límite inferior y superior hacia los extremos para cada grupo. 

Fig. 3: Histograma de frecuencias del análisis discriminante validado entre machos y embras de Musca domestica. 

Fig. 4: Diferencias del promedio de la conformación alar entre machos (color azul) y hembras (color rojo). 

Tabla II: Información de colección de los especímenes de Musca domestica. *M = macho, H = hembra. 

Razones relacionadas principalmente con la eficacia biológica se han propuesto para explicar la tendencia general del dimorfismo sexual en el tamaño de los insectos, entre las que se encuentran mayor fecundidad (; ^{David et al., 2006}; y mayor supervivencia en hembras de insectos más grandes. El éxito en el apareamiento también se ha relacionado con el tamaño, sin embargo, esta relación ha sido contrastante en diferentes poblaciones de M. domestica de Estados Unidos (^{Baldwin & Bryant, 1981}). Adicionalmente, el presente estudio resalta la importancia de separar los sexos en los análisis de diferenciación de conformación alar de M. domestica, dado que sus trayectorias alométricas difieren y pueden impactar los resultados morfométricos. Hallazgos contrastantes fueron reportados para poblaciones de campo de M. domestica de Italia, donde detectaron alometría estática en machos, pero no en hembras (.

Ealar se encontró un fuerte dimorfismo sexual en M. domestica. Las alas de los machos fueron más estrechas en la margen posterior del ala que las hembras; mientras que las alas de los machos fueron un poco más alargadas en el extremo. Estos resultados fueron similares a lo rer et al. (2017) en una población de Italia de la misma especie. Aunque la temperatura se ha relacionado en estu una variable que puede impactar también la conformación alar (^{Gómez et al., 2014}), su efeestica parece ser dependiente del sexo, afectando más a los machos que a las hembras. En el mismo estudio, se evidenció que la densidad de larvas de M. domestica durante la cría resulta en cambios similares en la conformación alar en machos y hembras (Siomava et al., 2017). El dimorfismo sexual alar ha sido también evidente en otras tres especies de múscidos del género Stomoxys en Tailandia (Changbunjong et al.,

la forma alar impacta la efectividad del apareamiento de los insectos (Guerra, 2011), se hipotetiza que el marcxual en la conformación alar de M. domestica podría estar bajo selección para optimizar el rendimiento del vuelo. Es conocido que en M. domestica el cortejo y apareamiento se inicia durante el vuelo por un ataque ; un "golpe de apareamiento" exitoso generalmente resulta en el aterrizaje inmediato y el inicio de la cópula (^{Colwell & Shorey, 1975}). Estudios previos han mostrado que el rendimiento del vuelo de los machos es facilitado por alas largas y estrechas (Young et al., 2009), como la geometría alar descrita en los machos en este estudio.

Aunque los sexos de M. domestica pueden ser diagnosticados con la observación de caracteres morfológicos clásicos a través del estereomicroscopio (Barros de Carvalho & de Mello-Patiu, 2008), requiere un entrenamiento previo que no está al alcance de inexpertos. En este sentido, el diagnóstico del sexo únicamente basado en la estructura alar provee una línea de evidencia adicional altamente informativa que podría ser potencialmente útil, y una estrategia de bajo costo.

AGRADECIMIENTOS

Se agradece a miembros del grupo Bioforense, en especial a Luz M. Gómez por apoyar la idea de investigación, así como a los estudiantes del Semillero de Investigación en Morfometría y Genética (SIMG) por su apoyo durante el trabajo de laboratorio. Este trabajo recibió financiación en el marco de la convocatoria interna de proyectos de investigación del Comité para el Desarrollo de la Investigación (CODEI) del Tecnológico de Antioquia - Institución Universitaria.