Not all isotopes make good geolocators: trophic transfer reveals contrasting geolocation potential in eastern spruce budworm

Los científicos han buscado durante mucho tiempo una forma de saber dónde ha estado un animal con solo mirar su cuerpo. La idea se basa en una verdad simple: el agua, el suelo y el aire en diferentes lugares contienen firmas químicas únicas. Cuando las plantas beben de agua local o extraen nutrientes del suelo local, absorben estas firmas. Los animales que comen esas plantas llevan entonces esas mismas marcas químicas en sus propios tejidos. Al medir estas marcas, los investigadores pueden a menudo rastrear un insecto o un ave hasta su lugar de nacimiento o su ruta de migración. Este método, conocido como geolocalización por isótopos estables, se ha convertido en una herramienta estándar para rastrear la fauna, especialmente para criaturas demasiado pequeñas para portar etiquetas electrónicas. Sin embargo, todo el enfoque descansa sobre un supuesto crítico: que las señales químicas se mueven de la planta al animal de una manera predecible y fiable. Si el animal altera demasiado la señal mientras digiere su alimento, o si la señal se pierde en el proceso, el mapa se vuelve inútil.

Un equipo de investigadores se propuso probar este supuesto utilizando el gusano del brote del abeto oriental, una polilla que se alimenta de árboles en el este de Canadá. Recolectaron polillas y las agujas de sus árboles huéspedes de ubicaciones conocidas en toda la región. En el laboratorio, midieron cinco marcadores químicos diferentes tanto en el follaje como en las polillas para ver qué tan bien cada uno viajaba de la planta al insecto. Los resultados revelaron que no todos los marcadores químicos son iguales. Algunos se transfirieron con una precisión notable, mientras que otros fallaron casi por completo.

El estudio encontró que dos marcadores específicos destacaron como excelentes herramientas para rastrear estas polillas. Un marcador, relacionado con la forma en que el azufre se comporta en la naturaleza, se movió de las agujas de los árboles a la polilla casi sin cambios en su valor. Mostró una coincidencia casi perfecta entre la planta y el insecto, y debido a que los patrones de azufre en todo el este de Canadá ya están bien mapeados, este marcador ofrece un camino claro para localizar con precisión de dónde proviene una polilla. Un segundo marcador, que refleja la edad de las rocas en el suelo local, también funcionó bien. Aunque las polillas individuales eran a veces demasiado pequeñas para dar una lectura clara por sí solas, cuando los investigadores combinaron muestras de varias polillas, la señal de las rocas del suelo resaltó claramente, coincidiendo con la geología local con alta precisión.

Otro marcador, vinculado al nitrógeno, también se transfirió con mucha fidelidad del árbol a la polilla. Los investigadores observaron un cambio constante en el valor, lo que significa que podían predecir exactamente cómo el cuerpo de la polilla alteraba la señal de la planta. Esto lo convierte en una herramienta poderosa, siempre que los científicos puedan primero mapear los patrones de nitrógeno en los árboles a través de la región. Sin embargo, el estudio también reveló limitaciones significativas. Un marcador basado en el carbono mostró solo una conexión moderada entre la planta y la polilla, con demasiada variación de un lugar a otro para ser útil para un rastreo preciso. De manera muy sorprendente, el marcador basado en el hidrógeno, que es actualmente la herramienta más común utilizada para geolocalizar insectos, funcionó muy mal. Los valores de hidrógeno en las polillas apenas estaban relacionados con los valores en los árboles que comieron, con tanta variación aleatoria que la señal se perdió efectivamente.

Estos hallazgos desafían la idea de que un marcador químico es inherentemente bueno o malo para rastrear animales. En su lugar, el estudio muestra que la utilidad de un marcador depende de una mezcla compleja de factores: cómo el entorno distribuye el químico, cómo la planta lo absorbe y cómo el animal lo procesa. Para el gusano del brote del abeto oriental, el azufre y el estroncio ofrecen un mapa fiable, mientras que el hidrógeno, a pesar de su popularidad, no logra contar la historia. Esto significa que los científicos no pueden simplemente aplicar una lista estándar de marcadores a cada especie. Para rastrear cualquier animal con precisión, los investigadores deben primero comprender cómo ese animal específico interactúa con la química de su alimento y entorno locales.