¿Por qué los insectos son atraídos a la luz?

Durante miles de años, los seres humanos han observado que los insectos voladores se sienten atraídos por las llamas de las lámparas y las velas por la noche y, en algún momento, se dieron cuenta de que la luz podía ayudar a controlarlos. Incluso en la época romana, hay registros de lámparas utilizadas por la noche para proteger las colmenas de abejas atrayendo y atrapando polillas de cera. Una trampa casi idéntica se utilizó en el siglo XVI, y una de las primeras patentes estadounidenses se emitió en 1847 para una colmena que incorporaba una trampa de luz.

Por lo tanto, las trampas de luz para insectos no son nada nuevo, pero nadie sabía por qué los insectos voladores se sentían atraídos por la luz. Puede pensar que no importa, pero ¿cómo podemos diseñar la trampa de luz para insectos más eficiente (para atrapar plagas) si no sabemos por qué la luz ayuda a atraparlos?

Atrapar plagas de insectos para evitar la contaminación y la pérdida de productos alimenticios es esencial para muchas empresas, incluidos los restaurantes y el procesamiento, venta minorista y almacenamiento de alimentos, y eso sin mencionar que las personas también quieren estar protegidas de los insectos que pican en sus hogares y lugares de ocio. Finalmente, después de miles de años de explotar el fenómeno de la luz-insectos, creemos que tenemos una respuesta.

¿Qué ven los insectos?

Los insectos tienen varios tipos de células fotosensibles en sus cuerpos que les dan una visión diferente del entorno en comparación con los mamíferos.

Ojos compuestos

La mayoría de los insectos adultos tienen ojos compuestos, uno a cada lado de la cabeza, que consisten en cientos o miles de pequeñas estructuras celulares hexagonales alargadas llamadas omatidios. Cada una recoge una imagen simple de una pequeña parte de los alrededores y cuando se combinan en el cerebro del insecto forman una imagen similar a un mosaico en un amplio ángulo de visión.

Diferentes especies de insectos tienen de uno (por ejemplo, las mariposas Heliconius, el mosquito Aedes albopictus) a 15 (por ejemplo, Graphium sarpedon, una especie de mariposa) tipos de fotorreceptores de color en sus omatidios, que detectan diferentes rangos de longitudes de onda de la luz. Algunas especies de mariposas pueden detectar hasta 10 rangos de color, con picos de sensibilidad repartidos por todo el espectro desde la luz ultravioleta cercana hasta el rojo. Esto significa que algunos de los fotorreceptores en aquellos con 15 podrían ser redundantes o detectar las mismas longitudes de onda, pero también podrían tener otras funciones, como detectar diferentes intensidades.

Las plagas alimentarias más comunes, las moscas domésticas y las moscas de la fruta, tienen cinco fotorreceptores de color, dos de ellos para detectar la radiación ultravioleta cercana (UVA) y uno para las longitudes de onda azul, cian y verde. Los insectos voladores con visión ultravioleta se sienten más atraídos por la radiación ultravioleta que por la luz visible: muchas especies de insectos no pueden ver la radiación ultravioleta y algunas solo tienen un fotorreceptor, lo que las limita a una banda estrecha de luz visible. Como la luz del día tiene altos niveles de radiación ultravioleta, se cree que su preferencia por ella impulsa una atracción hacia espacios abiertos y luminosos y lejos de lugares oscuros. Ningún insecto puede ver la radiación ultravioleta por debajo de los 300 nm porque la quitina de la que están hechos sus cuerpos y lentes oculares absorbe la radiación ultravioleta con longitudes de onda más cortas. Esto ayuda a diseñar trampas de luz para insectos y garantiza que la luz ultravioleta utilizada sea segura para los humanos.

Los ojos de los insectos están muy adaptados para detectar el movimiento. Los miles de omatidios dispuestos en un amplio ángulo permiten la detección de movimiento en todo el entorno del insecto. Combinada con los circuitos neuronales del cerebro del insecto que procesan la información visual de los omatidios a una alta velocidad de cuadros, esta capacidad proporciona a los insectos reacciones más rápidas al movimiento que los humanos.

Los ojos de los insectos nocturnos también están muy adaptados a la visión nocturna. Sus ojos sacrifican los detalles a cambio de la sensibilidad a la luz, que les permite captar y procesar fotones de manera más eficiente. Pueden maniobrar en entornos complejos y distinguir colores por la noche en niveles de luz que parecerían oscuros para los humanos. También pueden analizar el patrón de luz polarizada alrededor de la luna para orientarse.

Ocelos u ojos simples

Son ojos simples que se encuentran en muchos insectos adultos, generalmente en la parte superior o frontal de la cabeza. No forman una imagen, pero perciben el brillo y la dirección de la luz. Se cree que ayudan a los insectos a mantener la estabilidad de su vuelo y a orientarse utilizando la posición del sol.

Fotorreceptores sensibles a la polarización

Se encuentran en algunos omatidios de los insectos, en las regiones dorsal o ventral de sus ojos. Están especializados en la detección de la luz del cielo, distinguiendo la luz reflejada y ayudando a los insectos a orientarse y navegar utilizando el patrón de polarización del cielo.

Fotorreceptores extraoculares

Son células sensibles a la luz que se encuentran en otras partes del cuerpo del insecto, como las antenas, el abdomen o las patas. Detectan la intensidad y la longitud de onda de la luz y se cree que desempeñan un papel en la regulación de los ritmos circadianos y la temperatura corporal.

La estructura de los omatidios en un ojo compuesto

Antiguas teorías sobre por qué los insectos se sienten atraídos por la luz

La visión de los insectos ha evolucionado para ayudarlos a sobrevivir en sus entornos y, en el caso de los insectos voladores, las habilidades necesarias para sobrevivir requieren habilidades más complejas. La visión ayuda a los insectos a encontrar fuentes de alimento, como hojas y flores, a utilizar pistas visuales, incluida la luz polarizada, para orientarse y navegar, a detectar refugios y puntos de referencia, a encontrar y elegir una pareja, a detectar y escapar de los depredadores, a encontrar el mejor lugar para poner huevos, como hojas jóvenes.

Durante años se han propuesto varias teorías para explicar el fenómeno de los insectos que se reúnen alrededor de luces artificiales por la noche, entre ellas:

• Navegación utilizando objetos celestes. Los insectos nocturnos utilizan la luna y las estrellas para navegar por la noche manteniéndolos en un ángulo específico con respecto a su trayectoria de vuelo, y las luces artificiales, a las que pueden acercarse, los confunden. Esto explica por qué parecen dar vueltas alrededor de las lámparas.
• Comportamiento alimentario. Las polillas y otros insectos que vuelan de noche pueden asociar la luz en longitudes de onda que les resultan atractivas con sus fuentes de alimento, como las flores.
• Obtener calor. Algunos insectos pueden sentirse atraídos por fuentes de calor, que son emitidas por fuentes de luz artificial más antiguas, pero obviamente, los LED emiten mucho menos calor.
• Huida del peligro. Los insectos se dirigen hacia la luz como un mecanismo para escapar de los depredadores que pueden estar escondidos en áreas oscuras, como el follaje de las plantas.
• Respuesta a espacios abiertos. La mayoría de los insectos voladores se sienten atraídos hacia espacios abiertos y brillantes y lejos de los lugares oscuros. Tienen lo que se llama una respuesta fototáctica positiva y muestran una preferencia por la luz ultravioleta, que tiene altos niveles en la luz solar.
• Cegados por la luz. Los ojos de los insectos son sensibles a los bajos niveles de luz que existen en la noche y la luz artificial los ciega, lo que hace que se estrellen contra la luz o los objetos cercanos a ella.

Algunas de estas son poco más que suposiciones, mientras que otras se basan en investigaciones sobre el comportamiento de las moscas.

¿Es esta la verdadera razón por la que los insectos se sienten atraídos por la luz artificial?

Una nueva investigación publicada en 2023 utilizó cámaras de alta velocidad para filmar insectos en vuelo mientras respondían a diferentes fuentes de luz artificial en niveles bajos de luz ambiental. Esto se hizo tanto en un laboratorio en condiciones controladas como en una selva tropical de Costa Rica. Los insectos estudiados incluyeron libélulas, mariposas, polillas, varias especies de moscas y abejas.

Cuando se arrojó luz ultravioleta difusa desde arriba en un recipiente en el laboratorio, las abejas y las moscas volaron hacia arriba en un vuelo estable, como en un vuelo de escape normal. Cuando se arrojó luz ultravioleta difusa desde abajo, ninguno de los tipos de insectos pudo volar con normalidad. Se inclinaron e invirtieron, lo que hizo que se estrellaran contra el suelo. Esto no ocurrió cuando se probó a las moscas con luz blanca, por lo que es un efecto exclusivo de la luz ultravioleta difusa, para las especies de moscas utilizadas en el estudio. Sin embargo, esto no afectó a las moscas de la fruta, que pueden ver longitudes de onda ultravioleta similares a otras moscas, ¡y nadie sabe por qué!

El mismo efecto de caída y caída con luz ultravioleta debajo del vuelo de los insectos se observó en la selva tropical de Costa Rica, y se observó un vuelo normal cuando se los iluminó desde arriba. Esto demuestra que el comportamiento es causado por la alteración del sentido de arriba y abajo de los insectos debido a la luz ultravioleta que está debajo de ellos en lugar de desde el cielo.

La fotografía de alta velocidad mostró que los insectos inclinan sus cuerpos hacia fuentes de luz puntuales cercanas por la noche, lo que hace que vuelen ortogonalmente (en ángulos rectos), por lo que terminan rodeando las luces. Esto explica el comportamiento de los insectos nocturnos que se reúnen alrededor de una fuente de luz.

Aunque esto responde a algunas de las preguntas sobre el comportamiento de los insectos ante la luz artificial, todavía hay mucho que no sabemos y no podemos explicar sobre las notables capacidades visuales de los insectos. Pero este conocimiento probablemente nos ayudará a encontrar formas más eficientes de atrapar insectos plaga.