EFECTO DE LA TEMPERATURA SOBRE EL DESARROLLO DE Sarcophaga haemorrhoidalis (FALLEN) (DIPTERA: SARCOPHAGIDAE) Nava-Hernández Manuel 1, Molina-Chávez Humberto 1, Miranda-Gallardo Blanca l, Luy-Quijada Jesús 1, Morales- Moreno Alberto 2. 1 Laboratorio de Entomología Forense Coordinación General de Servicios Periciales, PGJDF, Av. Coyoacán 1635 Colonia Del Valle, Ciudad de México, D.F. C.P. 03100. 2 Facultad de Estudios Superiores Iztacala, UNAM. Av. De los Barrios No 1, Los Reyes Iztacala, Tlalnepantla, Estado de México. mognonava @yahoo.com.mx, mognonava@hotmail.com. RESUMEN. Se obtuvieron los tiempos de desarrollo de S. haemorrhoidalis, incluyendo maduración sexual de adultos, periodo de prelarviposición, desarrollo larval y pupa hasta la fase adulta, cuando se criaron a diferentes temperaturas. Los tiempos determinados se encuentran en el rango de 483.5 horas a 30.5 C hasta 737 horas a 21 C. Se observó que a mayor temperatura menor es el tiempo que esta especie emplea para desarrollarse. Adicionalmente, se reporta la proporción sexual observando diferencias según la temperatura empleada. Las diferencias son explicadas considerando las fluctuaciones de temperatura, espacio de crianza, dieta y competencia inter e intra especifica. Los datos obtenidos en este trabajo, seran de gran utilidad en distintas investigaciones forenses y se constituyen como los primeros reportados para el díptero S. haemorrrhoidalis bajo condiciones sistematizadas de laboratorio en el Distrito Federal. Palabras clave: Sarcophaga haemorrhoidalis, Entomología Forense, Ciclo de desarrollo. Effect of temperature on the development of Sarcophaga haemorrhoidalis (Fallen) (Diptera: Sarcophagidae) ABSTRACT. Development times of S. haemorrhoidalis were obtained, including sexual maturation of adult prelarviposition period, larval growth, pupal, until the adult stage when grown at different temperatures. The times are determined in the range of 483.5 hours at 30.5 C to 737 hours at 21 C. It was observed that the higher temperature the lower the time it took to develop the species. Additionally, the observed sex ratio exhibited differences in temperatures employed. The observed differences are explained by considering the fluctuations of temperature, space rearing, diet and inter and intra-specific competition. The data obtained in this study will be useful in criminal investigations in Forensic Entomology in Mexico City. Key words: Sarcophaga haemorrhoidalis, Forensic Entomology, Development cycle. Introducción Sarcophaga haemorrhoidalis (Fallen) (Diptera: Sarcophagidae), es un díptero de distribución mundial. Se ha reportado su presencia en las zonas más septentrionales de Europa y África asociada con asentamientos humanos y como la mayoría de los sarcofágidos, presenta hábitos sinantrópicos y gran actividad durante los meses cálidos, pudiendo llevar a cabo sus reacciones metabólicas básicas y completar su ciclo de vida en un rango amplio de temperatura (Higley y Haskell, 2001). Existen discrepancias en los resultados obtenidos sobre el tiempo que emplea S. haemorrhoidalis en sus distintas fases de desarrollo; Byrd y Butler (1998), observaron variaciones en el ciclo de vida de las larvas cuando fueron criadas bajo condiciones de laboratorio en el rango de temperatura de 15.6ºC a 32.2ºC, determinaron tiempos de 812 horas desde el primer instar hasta alcanzar el estadio de pupa. Madubunyi (1986) determinó que en el rango de 23 C a 28 C se requieren 253.68 horas para alcanzar esta fase. Aspoas (1991) reportó que en condiciones de laboratorio a una temperatura de 25 ± 1 C, S. haemorrhoidalis requirió de 192 horas para completar el estadio larval, en tanto que Romera et al. 2003 mencionan que en condiciones de laboratorio en ambientes cálidos con temperatura superior a los 20 C alcanzan 901
esta fase en 168 horas. Por otro lado Zumpt (1965 citado en Romera et al. 2003), reporta que en climas cálidos, son necesarias 96 horas para que esta especie pueda pupar. Los reportes para México son tan escasos, que el único trabajo referente a la especie, reporta tiempos de desarrollo hasta la fase de pupa sin mencionar las condiciones ambientales en las que se crio esta especie (Gonzalez et al. 2006). S. haemorrhoidalis es un díptero que se emplea como indicador forense para estimar el Intervalo Postmortem, por ello es necesario contar con datos pertinentes para las distintas regiones en las que habita dicho organismo. En el presente trabajo se reportan datos obtenidos en la Ciudad de México sobre el desarrollo de este díptero bajo condiciones controladas de laboratorio, cuya utilidad se concentra en el auxilio en investigaciones forenses. Materiales y Método En el periodo correspondiente de agosto de 2011 a junio de 2012 se realizó la captura de los dípteros mediante trampas aéreas colocadas en distintos puntos de la Ciudad de México, la recolección en campo, se efectuó en un periodo de cinco días; en cada trampa se le colocó una porción de carne de cerdo (Sus scrofa) de 350 a 500 g. Cuando se observaron larvas fueron trasladadas al Bioterio del Laboratorio de Entomología Forense de la Coordinación General de Servicios Periciales de la Procuraduría General de Justicia del Distrito Federal, para completar su desarrollo hasta la fase adulta e identificar a S. haemorrhoidalis. Una vez obtenidos los adultos y diferenciados por sexo, se colocaron cuatro individuos en cámaras de apareamiento, en una proporción de tres hembras por un macho (Romera et al., 2003) proveyéndoles una mezcla de carbohidratos, proteína animal y agua ad libitum. Se observó el comportamiento y actividad sexual, estableciendo los tiempos de cópula con la finalidad de determinar la maduración sexual y colocar contenedores de plástico con medidas de 10 x 15 cm con un suministro de 250 g de carne y vísceras de cerdo para la oviposición y/o larviposición. Al observarse la presencia de larvas en los contenedores, estos se trasladaron a una incubadora para su desarrollo, bajo las siguientes variaciones controladas de temperatura: 1 a 21 C, 2 a 24 C, 3 a 27.5 C y 4 a 30.5 C, con un rango de humedad relativa del 50-70 % y fotoperiodo de 12 horas luz y 12 horas de oscuridad en todos los tratamientos. Para evitar estrés de las larvas por falta de recurso, se suministró continuamente fragmentos de carne de cerdo a los contenedores y así evitar sesgos en la determinación del tiempo de transformación hacia la fase de pupa. Para observar la fase larval se obtuvieron las medidas a partir de cinco ejemplares por tratamiento que se transfirieron a recipientes con agua a una temperatura de 70 a 80 C durante 30 segundos, con el objeto de obtener la longitud máxima; de igual forma para el caso de las pupas se determinaron sus medidas, las características morfológicas y la coloración. El registro de los datos se efectuó cada cuatro horas desde el tiempo cero o tiempo inicial en que se colocaron las larvas de los distintos tratamientos en incubación, hasta que alcanzaron el tercer instar. Posteriormente el registro de datos se realizó cada seis horas, hasta alcanzar la fase de pupa, a la cual se le practicaron mediciones cada ocho, diez y doce horas hasta la emergencia de los adultos. Los adultos de S. haemorrhoidalis que emergieron en cada uno de los tratamientos de temperatura, fueron sexados y transferidos a cámaras de apareamiento. En este momento se registraron los tiempos de cópula con la finalidad de colocar nuevamente contenedores de 902
plástico con porciones de carne de cerdo hasta que se observó la presencia de larvas y/o huevos correspondientes a la siguiente generación. Se obtuvieron datos de los promedios de tiempo empleados en el desarrollo de cada una de las fases metamórficas, así como los tiempos totales requeridos para completar el ciclo hasta el estado adulto en cada uno de los tratamientos descritos; se determinó la densidad poblacional de las fases inmaduras. Se cuantificaron los adultos y se obtuvo la proporción sexual de acuerdo con la prueba de X 2 para una proporción hipotética propuesta por Montemayor (1973). Resultados y Discusión En la figura 1 se aprecia el tiempo promedio requerido en los diferentes tratamientos para la totalidad del ciclo de vida de esta especie, mostrando variaciones en el tiempo de desarrollo. Figura 1. Tiempos de desarrollo larval, prepupa y pupa de S. haemorrhoidalis sujeta a variaciones de temperatura bajo condiciones controladas de laboratorio, en el periodo de agosto de 2011 a junio de 2012. Como muestran los datos, S. haemorrohidalis, presentó marcadas diferencias en su desarrollo, correspondiendo a la temperatura de 30.5 C donde se invirtió menor tiempo para completar su ciclo, en tanto que a 24 C requirió mayor número de horas. Sin embargo, se observaron variaciones en los estadios larvales, con promedios mínimos de 132.60 horas (5.52 días), cuando fueron criados a 21 C; en esta temperatura la especie invierte menor número de horas se para completar el estadio larval en tanto que a 24 C es mayor el número de horas (211.20 horas) para esta fase. De la misma manera se estableció que el tiempo total requerido por la pupa es de 389.20 horas a 21 C, en tanto que a 24 C y a 30.5 C, requiere menor tiempo (Cuadro 1). Con respecto a la viabilidad de la especie para cada una de sus fases, durante la crianza en los distintos tratamientos fue posible establecer que la pupa es la etapa critica para, ya que se determinan un alto porcentaje de mortalidad y corresponde al tratamiento de 24 C, la mayor tasa de mortalidad, con una emergencia de adultos de sólo 29 % (Cuadro 2). En cuanto a la proporción sexual observada, esta fue de dos hembras por cada macho, es decir, 2:1 con excepción de los dípteros desarrollados a 27.5 C, en donde la proporción 903
observada fue 1:1 (Cuadro 2). Respecto del tiempo previo a la larviposición, posterior a cada una de las cópulas, se registran promedios variables desde 160 y 163.5 horas a 24 C y 30.5 C hasta el tiempo más extenso, el cual se observó en los dípteros que se desarrollaron a temperatura de 21 C. (Cuadro 2). Cuadro 1. Tiempo de desarrollo en horas, para cada uno de los estadios inmaduros de S. haemorrhoidalis a distintas temperaturas bajo condiciones controladas de laboratorio, en el periodo de agosto de 2011 a junio de 2012. 21 C 24 C 27.5 C 30.5 C Instar I 7.20 ± 0.20 15.60 ± 2.56 1.0 ± 0.0 1.60 ± 0.60 Instar II 41.60 ± 0.20 23.40 ± 3.84 11.0 ± 0.0 4.80 ± 1.11 Instar III 76.80 ± 0.63 162.40 ± 4.44 111.20 ± 10.9 121.80 ± 8.10 Prepupa 7.0 ± 0.63 9.80 ± 1.56 28.20 ± 5.29 28.20 ± 5.29 Pupa 389.20 ± 3.15 145.60 ± 6.3 232.80 ± 22.84 163.60 ± 12.15 Tiempo total 521.80 ± 4.62 356.80 ± 15.47 384.20 ± 23.02 320.0 ± 20.41 Cuadro 2. Valores obtenidos sobre la densidad de larvas, pupas y adultos así como la proporción de sexos de los adultos emergentes de S. haemorrhoidalis. bajo condiciones controladas de laboratorio, en el periodo de agosto de 2011 a junio de 2012. Nivel de signif α = 0.05;.. 1 21 C 24 C 27.5 C 30.5 C Instar I a Prepupa n=173 70.32% n=149 59.87% n=233 86.29% n=193 75.98% Pupas n=136 55.28% n=135 51.52% n=216 80% n=167 65.74% Adultos. n=128 52.03% n=76 29% n=128 47.40% n=125 49.21% Proporción sexual adultos 2:1 53 74 2:1 21 55 1:1 58 60 2:1 36 89 Prelarviposicion 214.5 horas 160 horas 190.5 horas 163.5 horas Con los datos analizados, es posible establecer el ciclo de desarrollo de S. haemorrhoidalis desde el periodo de cópula, larviposición, desarrollo larval, pupa y la fase adulta. El tiempo está representado en la figura 2, y se establece de manera general, que cuando la temperatura a que fue criada esta especie se incrementa, se reduce el ciclo de vida. Estas diferencias pueden ser abordadas desde la perspectiva del desarrollo de las masas larvales, a la longevidad de las hembras, el espacio utilizado por los estados inmaduros, principalmente. 904
Figura 2. Tiempo de desarrollo de S. haemorrhoidalis sujeta a variaciones de temperatura, se consideran los periodos de maduración sexual, cópula, larviposición y desarrollo de inmaduros hasta la emergencia de adultos, bajo condiciones controladas de laboratorio, en el periodo de agosto de 2011 a junio de 2012. Conclusión Se determinó el efecto que tiene la temperatura sobre la duración del ciclo de vida de Sarcophaga haemorrhoidalis, estableciendo de manera general que tanto las larvas como pupas mostraron disminución en el número de horas de desarrollo conforme se incrementó la temperatura. Sin embargo, las variaciones observadas pueden ser explicadas dada la longevidad de los adultos que copularon y larvipositaron, las relaciones inter e intra especie asociadas con mayor frecuencia a la cantidad y calidad del alimento y principalmente a la edad de las hembras al momento de la larviposición, sin dejar de lado el factor espacio, el cual es fundamental para el desarrollo de las masas larvales y longevidad de los adultos (Kamal, 1958; Madubunyi, 1988). Se establece de manera general que el ciclo de vida de S. haemorrhoidalis, el cual incluye la maduración sexual de adultos, periodo de prelarviposición, desarrollo larval y de la pupa hasta la fase adulta, concluye de acuerdo al incremento de la temperatura, es decir, cuando la temperatura aumenta, el tiempo de desarrollo se acorta, con excepción del tratamiento a 27. 5 C, cuya variación puede ser explicada por diversos factores como se mencionó previamente, siendo la edad de las hembras, junto con el espacio utilizado, los factores que explican las diferencias observadas en este tratamiento. Considerando las discrepancias que se han establecido respecto del tiempo de desarrollo de esta especie, el presente reporte brinda información que resulta valiosa para el conocimiento sobre la biología de este díptero en condiciones de laboratorio, pero que de manera puntual indican una gran adaptación a las distinta regiones en las que de manera natural se ha encontrado. Los datos obtenidos en este trabajo para el díptero S. haemorrrhoidalis bajo condiciones sistematizadas de laboratorio para la Ciudad de México se constituyen como los mas actuales y serviran de referencia para trabajos posteriores en Ecologia, Parasitologia Humana y Animal, 905
Medicina, Medicina Veterinaria y con especial referencia en la Entomologia Forense auxiliando en la determinacion del Intervalo Post Mortem en investigaciones de tipo ministerial o judicial. Literatura Citada Aspoas, B. R. 1991. Comparative micromorphology of third instar larvae and the breeding biology of some Afrotropical Sarcophaga (Diptera: Sarcophagidae) Medical and Veterinary Entomology. 5: 437-445. Byrd, H.J. and Butler, F.J. 1998. Effects of Temperature on Sarcophaga haemorrhoidalis (Diptera: Sarcophagidae) Development. Journal of Medical Entomology. 35(5): 694-698. Gonzalez, G.I., Rodriguez, C.A., Quiroz, M.H. 2006. Observaciones sobre el crecimiento de Sarcophaga haemorrhoidalis (Fallen) (Diptera: Sarcophagidae), insecto de importancia forense. Entomología Mexicana. 5(1): 387-390. Higley, L.G., y Haskell, N.H. 2001. Insect Development and Forensic Entomlogy. En: Byrd, J.H., y Castner, J.L. Eds. Forensic Entomology. The Utility of Arthropods in Legal Investigations. Segunda edición. CRC Press U.S.A. 287-302 pp. Kamal, A. S. 1958. Comparative study of thirteen species of Sarcosaprophagous Calliphoridae and Sarcophagidae (Diptera) I. Bionomic. Annals Entomological Society of America. 51: 261-271. Madubunyi, L.C. 1986. Laboratory life history parameters of the red-tailed flesh fly, Sarcophaga haemorrhoidalis(fallen) (Diptera: Sarcophagidae). Insect Science Application. 7(5): 617-621. Montemayor, G. F. 1973. Fórmulas de Estadística para Investigadores. Colección Científica Manuales. Instituto Nacional de Antropología e Historia. México Distrito Federal. 416 pp. Romera, E., Arnaldos, M., García, M., y González-Mora, D. 2003. Los Sarcophagidae (Insecta, Diptera) de un ecosistema cadavérico en el sureste de la Península Ibérica. Anales de Biología. 25: 49-63. http://www.um.es/analesdebiologia/numeros/25/pdf/06- LOS%20SARCOPHAGIDAE.pdf (Consultado: 18 de noviembre de 2012). 906