Comportamiento de cortejo en una especie Colombiana de Walckenaer, 1805 (Araneae: Theridiidae): énfasis en señales vibratorias.

Munar, Sebastián; Realpe, Emilio & Rueda, Martha Alexandra Laboratorio de Zoología y Ecología Acuática - LAZOEA Departamento de Ciencias. Biológicas. Universidad de los Andes Abstract El cortejo pre copulatorio es una estrategia vital en la reproducción de las arañas. Gracias al cortejo, el instinto predatorio puede ser suprimido y adicionalmente ambos individuos pueden reconocer y evaluar el estado de su posible pareja (Robinson, 1982). Para estos cortejos, pueden ser usadas señales químicas, visuales, sísmicas y todas las posibles combinaciones entre estas (Uetz, 2002). El objetivo de este trabajo es realizar la caracterización vibrométrica del ritual copulatorio de Latrodectus sp. Para este fin, fueron capturados en los municipios de Saldaña, Coyaima y Natagaima del departamento de Tolima, ejemplares de ambos sexos de Latrodectus sp. que fueron mantenidos en cautiverio. Posteriormente se realizó un montaje que permitió medir las vibraciones en la tela de la hembra, cuando el macho entraba en ella. Mediante el uso de un vibrómetro laser Doppler y equipo de filmación de video, se registraron las señales comportamentales y sísmicas del ritual de apareamiento (n=19) (Vibert et al., 2014). Para el análisis de estos datos se definieron comportamientos estereotípicos tanto para los machos como para las hembras y se obtuvieron cinco componentes espectrales y temporales para dichos eventos (Ross & Smith, 1979). En este trabajo se presenta por primera vez un análisis vibrométrico del cortejo para una araña del genero Latrodectus Walckenaer, 1805 y para la familia Theridiidae, para el macho y la hembra. Adicionalmente se reporta un evento de canibalismo post copula para esta especie.

Introducción

Los animales perciben su entorno a través de diversas vías sensoriales tales como la visión, la detección de señales vibratorias, señales químicas e incluso señales eléctricas. Estas vías sensoriales son usadas en múltiples contextos de comunicación y pueden ser utilizadas individualmente o en conjunto. Seleccionar la forma más efectiva de comunicación con los conspecíficos es un asunto de vital importancia en las arañas dado su naturaleza potencialmente canibalística. Sin embargo, para esta tarea las arañas disponen de varias vías sensitivas: (1) mecánicas – pelos especializados y sensilias que detectan señales acústicas, vibratorias o táctiles; (2) químicas – pelos especializados y órganos olfatorios que detectan feromonas y olores de las presas; (3) visuales – diversos tipos de ojos que detectan movimiento o imágenes con varios grados de resolución. El problema radica en que estos canales de información también son usados para detectar a las presas y por este motivo surge la necesidad de transmitir información codificada a los conespecíficos a través de comportamientos más elaborados o complejos (Uetz et al., 2009). El cortejo se entiende como un sistema de comunicación que tiene como objetivo llegar al acto sexual y es el mejor ejemplo de este tipo de comportamientos. (Robinson, 1982). Se considera una estrategia vital en la reproducción de las arañas ya que aumenta considerablemente la probabilidad de que ocurra la cópula (Barth, 1993). Dado que permite el reconocimiento conespecífico (Huber, 2005), evita el canibalismo, suprime la agresividad de la hembra (Robinson y Robinson, 1980) y permite evaluar la calidad de la posible pareja (Robinson, 1982)(Maklakov et al. 2003) . Un ejemplo es la familia Lycosidae, conocidas como arañas lobo, donde la transmisión de las señales ocurre principalmente a través de la vibración del sustrato que puede ser la hojarasca o la superficie de una planta. Los machos envían señales sísmicas a las hembras en la periferia mediante la vibración de sus cuerpos o tamborileando con sus apéndices. Las respuesta de las hembras se basa en el reconocimiento de componentes espectrales y temporales únicos (Bristowe & Locket, 1926)(Uetz & Roberts, 2002). Sin embargo también se sabe que en esta familia existe comunicación a través de feromonas y de señales visuales, como es el caso del género Schizocosa donde los machos presentan decoraciones como pigmentación y mechones en las patas que adicionalmente levantan y agitan para llamar la atención de las hembras(Hebets & Uetz, 2000). Cada especie ha seleccionado la estrategia más efectiva para comunicarse con sus conespecíficos según el entorno en que viven (Higham & Hebets, 2013).

El ciclo de vida de muchas arañas ocurre casi exclusivamente en las telas que ellas tejen. Allí construyen su refugio, atrapan su comida, encuentran a su pareja y se reproducen. En la tela, muchas arañas dejan señales químicas como feromonas para comunicarse, pero la principal ventaja que estas ofrecen es la capacidad de propagar una señal vibratoria ya sea de una presa o una pareja (Robinson, 1982) (Uetz & Roberts, 2002). Las arañas tejedoras del género Latrodectus , utilizan las señales vibratorias como medio de comunicación principal (Barth, 1998) y han desarrollado comportamientos específicos para enviar información (Uetz & Roberts, 2002). La descripción del patrón de cortejo es importante a la hora de determinar qué comportamientos son necesarios para llegar a la reproducción, sin embargo, los patrones comportamentales del cortejo han sido pobremente estudiados y solo en algunas especies del género (Vibert et al. 2014).

Uno de los primeros investigadores en observar el cortejo en una especie de Latrodectus fue (Gerhardt, 1928) quién capturó una hembra de L. tredecimgutattus, y la introdujo en un frasco de vidrio donde la araña construyó su red y se alimentó de las presas que él le suministró. Posteriormente, introdujo un macho y observó lo que sucedía. En el primer intento describe que el macho se muestra intranquilo cuando ingresa a la tela y empieza agitar su abdomen y patas sobre la red. La hembra rechaza al macho y en un segundo intento se repiten los movimientos del macho sobre la red, la hembra teje gotas de tela pegajosa y el macho intensifica sus vibraciones. La hembra se queda inmóvil en una parte de la red y el macho continua haciendo los movimientos sobre la red. En ciertos instantes el macho se queda quieto por unos minutos y luego continúa. El macho teje sobre la red la hembra, sigue con los movimientos y se va acercando hasta que puede subir al abdomen de la hembra donde inserta los émbolos del pedipalpo en el epiginio de la hembra sucede la copula que dura cerca de 4 minutos y después el macho se desancla de la hembra y se aleja. No se reporta canibalismo y el cortejo cronometra en total cerca de una hora.

Aunque este primer estudio descriptivo refleja más o menos bien el plan general del cortejo de este género de arañas, en estudios posteriores se detallan mejor los comportamientos y se reportan nuevos en algunas especies. Para L. mactans se reporta que acto seguido a que el macho hace las vibraciones abdominales al entrar a la tela, la hembra puede hacer vibraciones reciprocas. Si la hembra es receptiva permanecerá quieta y una vez termina la copula puede canibalizar al macho, pero si hay comida disponible no es lo usual. El macho busca seguir copulando, pero la hembra no se muestra receptiva a una segunda copula (Herms & Bailey, 1935). (D'Amour et al., 1936) Reportaron que las hembras de L. mactans pueden sacudir fuertemente la red o embestir a los machos sin la intención de perseguirlos lo que podría indicar que no están receptivas, pero no consideran a los machos como presas. Shulov reportó para L. tredecimgutattus que las vibraciones del macho “hipnotizan” a la hembra y hacen que permanezca quieta, además que el macho teje finos hilos alrededor de la hembra como parte del cortejo y cuando sube a su abdomen tamborilea sobre este por unos instantes antes de insertar el émbolo. En el mismo estudio, para L. pallidus afirmó que el cortejo es muy similar al de L. tredecimgutattus. Sin embargo, adiciona que durante una de las copulas arrojó una mosca a la red y no observó reacción alguna por el estado de “hipnosis” que se encontraba la hembra. No reportó canibalismo post copula (Shulov, 1940). En L. bishopi se observaron los típicos movimientos vibratorios y sacudidas de la red por parte del macho mientras se acerca a la hembra. Una vez sube al abdomen “boxea”(tamborilea) sobre este con los palpos y alterna este comportamiento con la inserción de sus émbolos en el epiginio y con caminatas alrededor del abdomen de la hembra. En esta especie la hembra permaneció completamente inmóvil todo el tiempo (McCrone & Levi, 1964).

En 1979 Ross y Smith describieron el cortejo de L. hesperus y detallaron algunos aspectos ya descritos en el género. Por ejemplo, al acto de tejer hilos finos sobre la hembra por parte del macho lo denominaron como el “velo la de la novia” y reportan que los machos mientras se mueven espasmódicamente sobre la tela de la hembra, seleccionan puntos clave para cortar la red y presumen que esto lo hacen para limitar la movilidad de la hembra. Para esta especie también observaron las vibraciones reciprocas por parte de las hembras. Ellos decidieron bautizar estos movimientos de flexión y extensión de las patas como “push-ups”. Observaron que los machos empezaban a hacerlos cuando entraban en contacto con la red, las hembras respondían con movimientos similares pero dada su mayor masa, los movimientos parecían más violentos. Los machos respondían positivamente a estos despliegues y como consecuencia estos eventos usualmente terminaron con una inseminación exitosa de la hembra. En este mismo estudio demostraron la existencia de una feromona sexual de contacto, dado que los machos que eran puestos en redes vacías donde estuvo previamente una hembra empezaban a hacer los “push-ups”, pero esto no sucedía en telas vacías de otros machos. (Ross & Smith, 1979).

Para L. revivensis se observó que el cortejo es similar al del género, sin embargo los machos realizan un comportamiento de cortar la tela de la hembra y con su propia tela agruparla o enrrollarla en paquetes que quedan suspendidos sobre la tela. En esta especie, la hembra hace los “push-ups”, pero el investigador considera que se trata de una respuesta negativa, puesto que observó a hembras haciendo los mismos movimientos en presencia de otras hembras o de una avispa (Anava & Lubin, 1993). Para esta misma especie se hace hace una descripción y clasificación más detallada de los eventos del cortejo. Uno de los comportamientos descritos es el “Spinning / Trailing” que se refiere al macho lanzando su tela sobre la tela de la hembra y haciendo movimientos de spinning con el IV par de patas, dando giros en 180º respecto a su posición previa y arrastrando la seda (trailing) para volver a hacer el spinning en el siguiente punto. Este comportamiento le siempre le precede alguno de los otros (corte, agrupamiento de seda, tremulaciones, tirones de seda). También describe unas secuencias de rasgueo (tirón de seda; tirón de seda con partes bucales; frotamiento con los palpos; acariciado de la tela) que hace referencia a los sutiles movimientos del macho cuando permanece en un punto de la tela y que asemejan el rasgueo de un arpa. Para la hembra se describe el movimiento de “Tapping” que consiste en alzar una pata y luego bajarla. Finalmente, en esta descripción del cortejo se hace una división de tres fases principales : la química, la vibratoría, la táctil, la cópula y la post copula (Berendonck, 2003).

Estos estudios observacionales proporcionan una buena base para el estudio del cortejo en arañas y el estudio de temas afines, tales como la selección sexual. Sin embargo, todos tienen una limitación metodológica en común: están sesgados a aquellos comportamientos que son humanamente observables (Huber, 2005). Por ejemplo, a simple vista para la especie Argyrodes antipodiana se describieron 32 despliegues comportamentales diferentes. Entre ellos pulsaciones, tirones, rebotes, sacudidas, tracciones, caminatas, vibraciones, entre otros (Whitehouse & Jackson, 1994). No obstante, estas son observaciones cualitativas más no medidas cuantitativas y por ende no permiten conocer la posible la información codificada en los componentes espectrales y temporales de estos eventos. El problema es que dadas las dimensiones y características de tela y la señal emitida por las arañas, es difícil grabar esta información sin interferir en las mediciones. Una solución para este reto es el uso de un vibrómetro laser Doppler que permite medir las vibraciones sin tener contacto con la tela (Tarsitano et al., 2000). En el primer estudio en el que se usó esta técnica se analizó el comportamiento de Zygiella x-notata y se grabaron tres comportamientos: tirones rítmicos, punteos y “eructos”. El montaje consistia en apuntar un laser hacia un espejo y en el medio del vibrómetro y el espejo poner la tela. La señal fue grabada juntamente con el video para poder relacionar los datos. La señal fue traducida por medio de un software a un computador y analizada con una transformada rápida Fourier para obtener los componentes espectrales. Para analizar los componentes temporales se visualizo la forma de la onda a través de un software (Tarsitano & Kirchner, 2001).

Posterior a este estudio, la técnica siguió usándose con para el análisis vibrometricos en arañas. Se fueron añadiendo leves modificaciones a la metodología, por ejemplo, al poner una cinta reflectiva pequeña de (1 mm2 aprox.) directamente sobre el sustrato donde ocurría el cortejo, como punto de medición para el laser. En arañas de la especie Habronattus dossenus (Salticidae) se registraron las señales sismicas de cortejo que iban acompañadas de despliegues visuales, pero su producción era independiente de estas (Elias et al., 2003). Estos estudios vibrométricos enfocados a el cortejo y selección sexual continuaron reliazándose principalmente en arañas de la familia salticidae. Se encontró que los cortejo de los machos es multimodal (señales visuales y sísmicas) y que las hembras eran más proclives a copular con machos a los que no se les impedía producir las señales sísmicas tanto en Habronattus sp. (Elias et al., 2005) como en Phidippus clarus (Elias et al., 2010). Se describió una variación intra especie en los repertorios sísmicos de Habronattus pugillis a lo largo de las poblaciones (Elias et al., 2006) y el cortejo multimodal de la araña ‘pavo real’ Maratus volans (Girard et al. 2011).

Finalmente, esta técnica es adaptada para su uso en arañas que tejen red como es el caso de la familia Theridiidae y Araneidae. Estas arañas en general, tiene un visión limitada, sin embargo son muy sensibles a las vibraciones. Por este motivo resultan muy interesantes los análisis vibrométricos, pues es su medio principal de comunicación. Para la especie Argiope keyserlingi (Araneidae) se realizo el montaje previamente descrito y se usó a manera de cinta reflectiva sobre la tela, el ala de un diptero (Bactrocera tyroni) pintada de plateado. Se describió detalladamente el cortejo y se registraron las vibraciones para cada uno de los comportamientos esterotípicos (meneos, sacudidas y rebotes) y se encontró que las hembras preferían a los machos que tremulaban más rápido (Wignall & Herberstein, 2013). Vibert y sus colaboradores tambien usan esta metodología para estudiar el mecanismo mediante el cual las arañas Latrodectus hesperus (Theridiidae) y Tegenaria agrestis (Agelenidae) pueden discriminar entre una presa (grillos y moscas de casa) y una posible pareja. Ellos realizan el mismo montaje previamente mencionado, pero usan fragmentos pequeños de cinta reflectiva sobre la tela para hacer las mediciones. Los parámetros que comparan son la forma de la onda, la frecuencia dominante, el ancho de banda, la amplitud y la duración. Sus resultados muestran que para el caso de L.hesperus la señal de los machos difiere en terminos de frecuncia dominante, amplitud y duración y en T.agrestis solamente en la duración. Adicionalemente realizaron experimentos de play back y encontrarón que L.hesperus no exhibía comportamiento agresivo en amplitudes bajas, sin importar si la señal era de un macho o una presa. No encontraron patrones temporales complejos como la repetición de motivos o sílabas (Vibert et al., 2014).

El género Latrodectus Walckenaer, 1805 ha sido pobremente estudiado en general. Este último artículo es el único estudio vibrométrico de este tipo y se enfoca unicamente en la señal emitida por el macho. En Colombia solo hay dos especies descritas y una morfo-especie diferente recientemente encontrada, la cual se encuentra en proceso de clasificación (Rueda et al. 2017). El objetivo de este proyecto es (1) Describir el comportamiento de cortejo por parte del macho de la especie Latrodectus sp. en Colombia; (2) Evaluar la respuesta de la hembra frente al cortejo del macho y determinar si esta especie realiza canibalismo; (3) Realizar un análisis vibrométrico y describir los componentes espectrales y temporales relacionados con estos eventos.

Materiales y Métodos

Colecta de los especímenes Durante los meses de Septiembre y Octubre de 2017 se colectaron 30 hembras y 20 machos de Latrodectus sp sobre los bordes de la carretera que comunica los municipios de Saldaña y Natagaima (Tolima, Colombia). Las colectas se hicieron durante el día buscando en campos abiertos con características de bosque seco tropical. Las arañas fueron halladas principalmente en brotes de hierba, siempre en sus telas y cerca del suelo. Cada individuo fue almacenado y transportado individualmente en un falcon plástico.

Cuidado de los especímenes Las hembras fueron puestas en habitáculos independientes de acrílico transparente para que construyeran su tela y se pudieran relizar los experimentos y grabaciones. Las dimensiones de los habitáculos fueron de 3cm*6cm*6cm con una de las caras removible (malla mosquitera) para la ventilación, el ingreso de los machos y las mediciones con el laser. Los machos, por su menor tamaño, fueron puestos en recipientes plásticos pequeños (como los usados para las muestras de orina) y con agujeros para la ventilación. Ambos permanecieron un cuarto aislado con condiciones controladas. El ciclo de luz de fue 12 horas. La temperatura fue de 24ºC en el día y 26ºC en la noche. Las hembras fueron alimentadas con larvas de escarabajos de la harina ( molitor) dos veces por semana. Los machos fueron alimentados con moscas de la fruta hydei dos veces a la semana. El suministro de agua para machos y hembras fue ad libitum mediante aspersión día de por medio.

Grabación de las vibraciones Se registraron las señales vibratorias usando el protocolo adaptado de (Vibert et al., 2014) (Figura 1.). Se usó un vibrómetro Laser Doppler (PDV-100 , Polytec GmbH, Alemania) configurado para muestrear a una velocidad de 500 mm/s. Para traducir la señal se usó un digitalizador (PowerLab® 8/30 ADInstruments, Australia). Y para grabar se uso el programa (LabChart®Pro v. 7.3.7, ADInstruments, Australia) con un configuración de registro de 50mV a una tasa de 20k/s. Se hizo una grabación de video sincronizada para cada experimento. Se realizaron 13 grabaciones de no más de 12 minutos si no sucedía la cópula en ese lapso de tiempo. Si la cópula empezaba antes de los 12 minutos y no había terminado cuando se cumplían los 12 minutos, se grababa hasta que había terminado. Si la copula ocurría antes de los 12 minutos, se detenía la grabación cuando terminaba la cópula. En ningún caso la grabación fue mayor a 20 minutos.

Análisis de las vibraciones Se analizaron los videos y se clasificó y anotó cada evento comportamental para posteriormente realizar una diagrama del ritual de apareamiento. Adicionalmente, se seleccionaron los fragmentos donde ocurrían los eventos de interes y para estos eventos, se analizaron los elementos espectrales (Frecuencia) y temporales (Duración). En el caso del evento de tremulación, se contaron manualmente los pulsos producidos por cada evento de tremulación para machos y hembras mediante la observación del espectrograma. El software utilizado fue Raven Pro 1.5.0. © (Bioacoustics Research Program, 2014). Para los análisis estadísticos de usó R versión 3.5.0 (R Core Team, 2018) .

25 cm Vibrómetro Digitalizador

Figura 1. Montaje de vibrometría adaptado de (Vibert et al., 2014). Imagen tomada de (Melo et al. 2017)

Resultados

El cortejo de Latrodectus sp. presenta similitud en plan de cortejo en general y en los movimientos estereotípicos de los machos con las siguientes especies: Araniella cucurbitina (Araneidae), Phylloneta sisyphia (Theridiidae), Zygiella x-notata (Araneidae), Steatoda bipuncata (Theriididae) (Bristowe & Locket, 1926), L. tredecimguttatus (Gerhardt, 1928) (Shulov, 1940), L. mactans (Herms & Bailey, 1935) (D’Amour et al., 1936), L. hesperus (Ross & Smith, 1979), L. pallidus (Shulov, 1940), L. revivensis (Anava & Lubin, 1993)(Berendonck, 2003), L. hasselti (Forster, 1992), L. bishopi (McCrone, 1964), L. geometricus (Segoli et al., 2008)(Melo et al., 2017) y Tidarren argo (Knoflach & Harten, 2001). Sin embargo la participación activa de la hembra en el cortejo es un comportamiento que solo comparte con Araniella cucurbitina (Araneidae), Phylloneta sisyphia (Theridiidae), Zygiella x-notata (Araneidae), Steatoda bipuncata (Theriididae) (Bristowe & Locket, 1926), L. tredecimguttatus (Gerhardt, 1928) (Shulov, 1940), L. hesperus (Ross & Smith, 1979) y Tidarren argo (Knoflach & Harten, 2001).

Para los comparar las mediciones comportamientos esterotípicos entre machos y hembras se usó una prueba de Mann-Whitney-Wilcoxon en el software estadístico R (R Core Team, 2018) y solo se encontraron diferencias significativas entre la duración de la tremulación (U = 580, p-value = 2.044e-11) y entre los pulsos por segundo en la tremulación de machos y hembras (U = 465, p-value = 0.0005225) (ver Tabla 1). En la Figura 2 se observa el diagrama esquematizado del cortejo de Latrodectus sp. donde se puede apreciar que existe una comunicación vibratoría de dos vías entre el macho y la hembra. La tremulación del macho sobre la tela de la hembra, en todos los casos, indujo el comportamiento de tremulación en la hembra. Adicionalmente, se observó en dos casos, que la hembra tremuló aún cuando el macho no había entrado en la tela, pero se encontraba cerca. Y también, en cinco ocasiones, el macho ingresó y permaneció quieto hasta que la hembra no empezó a tremular. A cada tremulación de la hembra, el macho respondió tremulando, desplazandose por la red, hilando y acercándose a la hembra. Los momentos de quietud o descanso del macho y la hembra, terminaban cuando alguno de los dos empezaba a tremular (por lo general, la hembra) y el otro le respondía. Es importante anotar que las tremulaciones se dieron a manera de conversación dado que en ningún caso, el macho y la hembra tremularon al mismo tiempo, si no que respondían a la tremulación del otro. Se observó que en varias ocasiones el macho se quedaba quieto o solo se desplazaba por la tela sin acercarse la hembra y en consecuencia la hembra empezaba a tremular a manera de invitación para seguir. Durante los experimentos se observó un solo evento de canibalismo post copula. Es importante aclarar, que ni las hembras ni los machos tremularon en ninguna ocasión mientras eran alimentandos. En la Figura 3 se puede observar que si bien la amplitud de la señal de la hembra es mayor dado su masa, también lo son la cantidad de pulsos por unidad de tiempo. Dicho de otra forma las hembras tremulan a una mayor velocidad que los machos. En la Figura 4 se observan las señales de los comportamientos esterotípicos de los machos y estos coinciden en tener amplitudes bajas en comparación con las hembras. Se pueden observar a simple vista las diferencias en las señasles producidas por los diferentes comportamientos. Los más similares son el hilado y la tremulación, pero si se presta atención se observa que la tremulación produce pulsos constantes uniformes y más rápidos que el hilado.

n=19 0,32 Macho no entra Macho se acerca la tela 0,10

0,58

Hembra no tremula Hembra tremula Cortejo

- Fase Fase I

Pre Macho entra en la tela 0,26 0,74

0,77 Macho tremula Macho permanece inmovil 0,23 Hembra embiste Hembra no embiste n=13 Hembra tremula

Macho se detiene y

permanece inmovil Macho recorre 0,5 0.62 Cópula la tela y tremula - Fase Fase II / Cortejo Pre 0,15 Hembra permance inmovil Macho corta algunos hilos

0,35 0,23 Macho hila Hembra tremula

0,77

Macho permanece inmovil Macho se acerca tremulando

0,62 n=5 Hembra permanece inmovil 0,38 Macho sube al abdomen de la hembra

Macho tamborilea con los palpos No sucede la cópula Cópula Fase Fase III 0,2 Macho da vueltas a el abdomen 0,8 Macho inserta los palpos

n=4 0,75 0,25 Hembra no canibaliza

0,33 Macho se aleja tremulando Hembra canibaliza

0,66 Cópula

-

Fase IV Macho permanece inmovil Macho abandona

Post en la tela la tela

Figura 2. Esquematización del comportamiento reproductivo de Latrodectus sp. Tabla 1. Parámetros temporales y espectrales. Los números en paréntesis corresponden a la desviación estándar.

Macho Hembra Otros

Tremulación Caminar Hilado Cortar Tremulación Caminar Ataque Copula Ruido 43,88 90,77 183,27 Duración (s) 7,46 (3,40) 38,02 (32,25) 8,92 (8,88) 41,82 (23,70) 1,13 (0,66) 57,52 (49,39) (31,75) (89,43) (142,78) Máxima 17656 20768,20 22228,81 17182,50 29229,44 24915,60 1753,88 Amplitud 32766 (0) 32766 (0) (11952,79) (12514,01) (10439,69) (9673,16) (8725,35) (9815,53) (2011,71) (U) RMS 2523,79 2312,31 1454,48 847,40 4475,69 882,45 17751,86 1745,86 461,48 Amplitud (3874,1910) (2760,79) (856,52) (239,30) (4705,49) (31,04) (2445,85) (2441,96) (80,19) (U) Frecuencia 63,93 112,30 117,17 39,06 dominante 66,73 (50,82) 50,64 (46,98) 117,20 (0) 54,70 (44,53) 4,60 (12,98) (60,9231) (47,02) (71,29) (39,05) (Hz) Ancho de 126,05 161,10 205,07 303,81 253,90 169,26 624,98 130,2 (70,69) 48,27 (17,05) Banda (Hz) (58,97) (44,83) (66,69) (531,90) (27,57) (81,33) (1092,70) 156,44 Pulsos 38,95(29,85) (99,94) Pulsos por 0,22 (0,09) 0,31 (0,17) segundo

n 22 24 16 4 27 2 3 5 17

▼

Figura 3. Comparación entre la tremulación Figura 4. Señales vibratorias para tres

(movimientos abdominales pulsantes y eventos comportamentales del macho. repetitivos) de un macho y una hembra. Se Misma escala temporal. Se evidencia la observa que en la hembra la amplitud es mayor diferencia de los patrones espectrales entre (por su mayor tamaño), pero también produce los diferentes comportamientos. Momento más pulsos por segundo, o sea, tremula a mayor del corte (▼). velocidad. Discusión

Si bien fue posible describir el cortejo de Latrodectus sp. y reportar las mediciones de los elementos espectrales y temporales para los comportamientos estereotípicos de machos y hembras, la desviación estandar para algunos de los datos fue muy alta. En el caso de la amplitud esto era de esperarse dado que esta medición se ve directamente afectada por la cercanía de la araña al punto de medida (cinta reflectiva); por la arquitectura particular de cada tela, y por la masa del (Vibert et al., 2014)(DeLuca et al., 2015)(Vibert et al., 2016). Sin embargo, es posible observar que en general los comportamientos de la hembra tienen mayor amplitud que los de los machos y esto se explica por su mayor masa.

Por otro lado, la variación en las frecuencias podría explicarse por tres factores principales : (1) El estado de la hembra. Dado que las hembras fueron capturadas siendo adultas, era imposible saber si eran virgenes, si habían copulado recientemente o y si estaban fecundadas al momento de realizar los experimentos. Se sabe que los machos de L. hasselti son capaces de discriminar entre una hembra virgen y una no virgen y que su comportamiento se modifica por las feromonas liberadas por la hembra (Stoltz et al., 2007). También se sabe que la producción de feromonas en L. hasselti disminuye cuando estas copulan y esto tiene un efecto directo en el comportamiento del macho durante el cortejo (Perampaladas et al., 2008). Se sabe que el hambre puede afectar el comportamiento y la arquitectura de la tela. Por ejemplo, L. hesperus invierte más seda en la tela, cambia su arquitectura y tiene un comportamiento más agresivo en condiciones de hambre (Zevenbergen, 2008). Pero dado que todas las arañas fueron alimentadas con frecuencia y tenían un periodo prudencial para construir su tela (no inferior a una semana), este efecto puede ser descartado. (2) El estado del macho. Los machos usalmente dejan de alimentarse casi por completo una vez alcanzan la madurez sexual (Robinson, 1982) y por tal motivo era difícil controlar cuánto tiempo de ayuno tenían antes de el cortejo y esto se relaciona directamente con la energía disponible para los despliegues. Adicionalmente se ha encontrado en arañas que el comportamiento de los machos cambia con la experiencia en cortejos previos, como es el caso de Pholcus phalangioides que es incapaz de copular más de dos veces en 24 horas y que una vez copula es más selectivo con la próxima hembra (Hoefler et al., 2010). Como estos machos fueron capturados siendo adultos y en algunos casos fueron usados más de una vez para las combinaciones de parejas en los experimentos -aunque en ningún caso se usó un macho dos veces el mismo día- , esto podría ser un factor de ruido ya que el comportamiento de los machos cambia en presencia de tela y feromonas de otro macho, Thridiidae (Ross & Smith, 1979); Lycosidae (Ayyagari & Tietjen, 1987); Linyphiidae (Watson, 1986) (Suter et al 1987). (3) El estado de la red. Las variaciones propias de cada tela debido a las particularidades de cada araña. Por ejemplo, una tela puede ser más o menos densa o estar mejor anclada a los puntos de apoyo (observado durante los experimentos). También sucedía que algunas de las arañas trataban de remover el cuadro de cinta reflectiva de su tela y para hacerlo cortaban los hilos sobre los cuales se sostenía. En estos casos se retiraba la cinta y se esperaba a que la hembra reparara la tela antes de intentarlo de nuevo. Sin embargo, en algunas ocasiones las arañas no lograban eliminar la cinta, sino que la envolvían en seda y esta quedaba incorporada a la tela y por ende mucho más estable que una que solo era puesta sobre un par de hilos.

La duración y la velocidad (pulsos por segundo) de la tremulación también tuvieron una desviación estandar alta, aunque no tan alta como la amplitud y la frecuencia. A pesar de esto fueron las únicas mediciones significativamente diferentes entre machos y hembras, siendo mayores para las hembras en ambas variables. Esta alta variabilidad, puede ser atribuída como en el caso de la frecuencia, a el estado particular del macho, la hembra y la tela. Estos datos llamaron nuestra atención, dado que el hecho que la hembra tremule durante el cortejo, claramente representa un gasto energético. Este tipo de comportamientos, donde la hembra realiza un gasto energético en el cortejo ha sido previamente reportado en varios organismos donde se da una inversión de roles. En estos casos el macho hace una inversión de energía mayor que la hembra a pesar de no ser el responsable de la biomasa de los huevos (Gwynne, 1991)(Bonduriansky, 2001). Por ejemplo, en la especie brasiliensis (Lycosidae), los machos deben cavar un tunel donde sucederá la cópula y que servirá a manera de refugio para la hembra y las crias de las avispas depredadoras (Pompilidae). En este escenario en particular, el macho es significativamente más grande que la hembra, puesto que un mayor tamaño le representa una ventaja mecánica para cavar los túneles (Aisenberg et al., 2007). Dado que en nuestra especie de interés, así como en todas las del género Latrodectus Walckenaer, 1805, el dimorfismo sexual es marcado y no presentan evidencia de una inversión de roles (Levi, 1959) (Ross & Smith, 1979), el poco usual comportamiento de cortejo por parte de la hembra es un enigma que discutiremos en los siguientes párrafos.

Como ya lo hemos mencionado en Latrodectus sp, los machos no realizan todo el esfuerzo durante el cortejo, la pre copula parece más una ‘conversación’ vibratoria entre el macho y la hembra que un simple cortejo del macho. Adicionalemente, machos y hembras no tremulan al tiempo. Esto podría interpretarse como un intercambio de señales donde posiblemente se evalúan el uno al otro. Lo más probable es que la hembra esté evaluando la calidad de su potencial pareja, dada su naturaleza optimizadora (Parker, 1979)(Gwynne, 1991). El macho por otra parte puede estar midiendo la receptividad de la hembra, o sea su probabilidad de salir vivo del encuentro sexual, para maximizar la cantidad de copulas que realizará durante su vida (Parker, 1979)( (Kokko et al., 2006). Aunque los estudios muestran que el cortejo del macho reduce la agresividad de la hembra (Robinson, 1982) (Wignall & Herberstein, 2013), en este caso, dado que la mayoría de las hembras exhibian todo lo contrarío a un comportamiento agresivo, se podría pensar que el macho también está evaluando la calidad o el estado de la hembra. Por ejemplo se sabe que en L. geometricus y L. hasselti, los machos buscan copular con hembras inmaduras ya que estas pueden retener el esperma despues de la última muda para la adultez y esto reduce la probabilidad de ser canibalizados (Biaggio et al., 2016) (Stoltz et al., 2007). Aunque también se encontró que en L. geometricus los machos escogían a las hembras maduraz y/o más viejas en lugar de las subadultas y esto no tenía ninguna ventaja reproductiva para ellos y tal vez se debía solamente a que estas hembras producían más feromonas (Waner et al 2018). Por otra parte, el tamaño corporal de la hembra ha sido asociado positivamente con fecundidad a lo largo de muchas especies de diversos taxa (Bonduriansky, 2001) y dado que la visión de estas arañas es pobre, la vibración de la tela puede estar aportandoles información (e.g. la amplitud) (vease Figura 3) de el tamaño de la hembra, a los machos .

Adicionalemnte, uno de los eventos que más llamó nuestra atención, fue observar que en dos ocasiones la hembra tremuló antes del contacto del macho con tela. Y cinco ocasiones los machos ingresaron a la tela, pero permancieron quietos y aún así la hembra no atacó y empezó a tremular después de un tiempo. Esto es interesante puesto que casi todos los reportes y estudios en este campo han sido enfocados a las feromonas producidas por las hembras. (Gastek, 2007 ) hizo una revisión de las especies de arañas donde se ha reportado la presencia de feromónas (de contacto y aéreas) producidas por las hembras e hizo una lista con las 117 especies (22 familias) reportadas hasta ese momento. Estas feromonas pueden cumplir múltiples funciones, pero la principal es permitir que los machos localizen a las hembras y conozcan el estado de madurez de estas, si son virgenes o sin han copulado recientemente. Respecto a feromonas producidas por machos, se ha demostrado que existen feromonas de contacto y aéreas y que pueden tener un efecto agonístico en otros machos conespecificos y existen ejemplos en diferentes familias: Theridiidae (Ross & Smith, 1979); Lycosidae (Ayyagari & Tietjen, 1987); Linyphiidae (Watson, 1986) (Suter et al 1987). Pero tambien en las hembras como es el caso de Agelenopsis aperta (Agelenidae) donde induce calma/catalepsis (Becker et al., 2005); el caso de Tegenaria domestica y Coelotes terrestris (Agelenidae) donde las hembras se sienten atraídas hacia la tela de los machos (Roland, 1983); el caso de Alopecosa cuneata (Lycosidae) donde las feromonas tienen un efecto ‘afrodisiaco’ en la hembra, que exhibe una respuesta activa durante el cortejo (Kronestedt, 1986); y por el último, en Allocosa brasiliensis y Allocosa alticeps (Lycosidae) donde que se presenta una inversión de roles sexuales y la hembra es la que debe localizar al macho, pues este ha construído el tunel donde se dará el cortejo y ella se resguardará junto con los huevos (Aisenberg et al., 2010). Dicho lo anterior, este sería el primer reporte de la posible presencia de feromonas aéreas producidas por machos de arañas en donde no existe una inversión de roles y que inducen una respuesta activa en el cortejo (tremulación) en las hembras y el único caso de feromonas producidas por machos y dirigidas a las hembras para la familia Theridiidae.

Respecto al único evento de canibalismo, este representó el 25% de los casos de cópula exitosa (n=4). A las arañas del género Latrodectus Walckenaer, 1805 se les conoce popularmente con el nombre de “viudas negras” por este particular comportamiento. A la fecha existen 25 especies descritas para el genero (Garb et al, 2004)(Garb & Hayashi, 2013)(Aguilera, 2016). Sin embargo, el comportamiento de canibalismo ha sido reportado solamente en 4 especies: En Latrodectus hasselti el 65% de los machos que copulan son canibalizados (Andrade, 1996), en Latrodectus geometricus el 50% (Segoli et al., 2008), en Latrodectus pallidus el 10% (Segoli et al., 2006), en Latrodectus revivensis el 13% (Segev et al., 2003). Por este motivo, pensamos que una muestra más grande es necesaria para determinar si el canibalismo es el comportamiento habitual o es un caso atípico para esta especie. Un dato interesante adicional, es que en ninguna de estas especies la hembra la tremula o hace parte activa del cortejo de alguna forma. Latrodectus sp es la única especie en donde se ha observado cortejo activo de la hembra y canibalismo al mismo tiempo.

Integrando todo lo anteriormente mencionado, una posible explicación al comportamiento de las hembras en el cortejo es una inversión parcial de roles. En la inversión parcial, tanto las hembras como los machos son selectivos en alguna medida con su pareja, como lo planteada (Waner et al., 2018) para las especies de Latrodectus Walckenaer, 1805 donde ocurre canibalismo. La teoría dice que dado que las hembras invierten en el huevo y cuidado de las crías, ellas son quienes escojen su pareja (Gwynne, 1991) (Vollrath & Parker, 1992). Sin embargo, cuando el macho debe invertir demasiada energía buscando a la hembra y copulando o incluso llegando a ser canibalizado, la balanza de escogencia de pareja, puede inclinarse un poco a favor de los machos (Vollrath & Parker, 1992) (Aisenberg et al., 2010). En esta especie y en general en todas las del género Latrodectus Walckenaer, 1805 existe enanismo de los machos y esto tendría que ver con los costos del desplazamiento al buscar pareja en poblaciones con densidades bajas. Esto también se traduce en una proporción sexos sesgada hacia las hembras en la adultez, pues estas son sedentarias y corren pocos riesgos en comparación con los machos (Vollrath & Parker, 1992). Si a esto se le suma que una vez el macho ya ha encontrado a la hembra, adicionalmente corre el riesgo de ser canibalizado (vease Figura 2), entonces lo más lógico sería pensar que el macho es selectivo en la escogencia de su pareja. Otro dato relevante es que en Latrodectus sp. no observamos que el macho realizara el “salto de la muerte” hacia las piezas bucales de la hembra como en L. hasselti (Forster, 1992) o L. geometricus (Segoli et al., 2008), ni tampoco la perdida de palpos a manera de plug como en T. argo (Knoflach & Harten, 2001). Esto podría indicar que no existe un alta competencia con otros machos como en estas especies, aunque faltaría evaluar la perdida de la punta del émbolo. Finalmente, a esto le sumamos las dos observaciones de la posible presencia de feromonas aéreas del macho que elicitan comportamientos de cortejo de la hembra, el hecho de que en cinco casos los machos permanecieran inmoviles tras ingresar a la tela, hasta una tremulación de la hembra y que solo cinco de los diecinueve encuentros resultaran en una cópula exitosa. Todo esto apunta a que los machos en alguna medida también pueden tener/ser un recurso limitado en esta especie y concordaría con la idea de una reversión parcial de roles para Latrodectus sp.

Conclusiones

Se puede concluir que los machos de Latrodectus sp realizan un comportamiento de cortejo muy similiar a los machos de su género y familia (Theridiidae). Sin embargo, las hembras son insualmente activas durante el cortejo y comparten este comportamiento solo con 2 especies de las 25 descritas. La hembra realiza tremulaciones más largas y más rápidas que los machos de Latrodectus sp durante el cortejo. Se registró el primer evento de canibalismo post cópula para esta especie, aunque el tamaño de la muestra (n=4) impide determinar si es un comporamiento estereotípico de la especie. Se halló evidencia que sugiere la presencia de feromonas aéreas producidas por el macho, que elicitan una respuesta de cortejo en las hembras.

Agradecimientos

Primeramente quiero agradecer al Creador, por la vida. A mi familia y amigos por acompañarme en este proceso. A mi directora: Alexandra Rueda por sus enseñanzas y conocimiento, por creer en mi y apoyarme de principio a fin. A Emilio Realpe mi codirector, por su apoyo y su paciencia. A Jorge Molina y Melanie Ramirez por su tiempo, sus conocimientos y su generosidad en el campo de la vibrometría. A el laboratorio LAZOEA por recibirme con calidez .

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