Bandas funiculares

Funicular bands

Voy a proponer al lector un curioso método que se me ha ocurrido para medir la longitud relativa de los artejos o segmentos de las antenas de las hormigas, método basado en técnicas que se aplican a algo muy diferente: el análisis de mezclas de proteínas o ácidos nucleicos mediante electroforesis en gel. Mientras en los geles se analiza la densidad o intensidad de las bandas generadas, en las antenas aprovecharemos el característico anillo oscuro que suele circundar el extremo de los segmentos funiculares. 

Utilizaré el software ImageJ, que puede descargarse gratuitamente en esta web: http://rsbweb.nih.gov/ij/. Tras instalarlo y abrirlo, aparece esta interfaz en la pantalla del ordenador: 

Los segmentos antenales que mediré son los que componen el funículo, excluyendo el primero (el pedicelo) y el último (el apical). Por ejemplo, en la imagen siguiente –tomada, como todas las que emplearé, de la web http://www.antweb.org– los segmentos a medir serán nueve, desde el S3 al S11, ambos incluidos. 

Lasius californicus. Modificado de Michael Branstetter (http://www.antweb.org) 

Para efectuar la medición, las antenas se recortan y se disponen horizontalmente, con el pedicelo a la izquierda: 

Antena de Hypoponera inexorata 

Estos son los pasos a seguir: 

1) Configuración del programa. En la ventana que aparece al hacer clic en Analyze>Set Measurements, desmarcamos todas las casillas: 

2) Configuración del programa. En la ventana que aparece al hacer clic en Analyze>Gels>Gels Analyzer Options, marcamos las siguientes dos casillas:

3) Ahora hacemos clic en File>Open y abrimos la imagen que tengamos preparada. Activamos la herramienta de Selección rectangular (flecha roja) y seleccionamos un rectángulo (flecha azul) dentro del funículo que abarque todas las bandas, desde la parte final del pedicelo hasta la parte inicial del segmento apical: 

Antenas de Lasius murphyi, L. californicus y L. latipes

4) Hacemos ahora clic en Analyze>Gels>Select First Lane (o presionamos el botón "1" del teclado) y, después, en Analyze>Gels>Plot Lanes (o presionamos el botón "3" del teclado) para obtener el gráfico de curvas de intensidad. Activamos la herramienta Selección de puntos (flecha roja) y marcamos los picos de cada curva (flecha azul) correspondientes a las bandas detectadas: 

5) Hacemos clic en Analyze>Measure y obtenemos las coordenadas de cada uno de los puntos: 

6) Copiamos los datos y los pegamos en una hoja de cálculo. Eliminamos los valores de las ordenadas (Y) y nos quedamos con los de las abscisas (X), que servirán para calcular las distancias relativas (dadas en porcentajes) entre las bandas. Para ello restamos de cada valor de X el anterior. Por ejemplo, de acuerdo con la imagen de abajo: 79-22=57; 127-79=48, etc. Sumamos todas las diferencias así obtenidas (Σ=610) y procedemos a calcular el porcentaje de los valores de las restas (columna “%”); por ejemplo: (57x100)/610=9,34; (48x100)/610=7,87, etc. 

Cada uno de los segmentos queda así representado por el porcentaje con el que contribuye a la longitud total del funículo (en este caso, la distancia entre los segmentos S3 y S11). A modo de ejemplo, muestro los datos obtenidos para 5 especies: Lasius murphyi, Lasius californicus, Lasius latipes, Hypoponera inexorata y Pheidole bajaensis: 

Esta tabla nos permite realizar diversos gráficos, como la linea apilada que muestra la tendencia del conjunto de los segmentos antenales de cada especie, desde los proximales a los distales: 

También es interesante el gráfico de barras 100% apiladas, que permite comparar entre especies el porcentaje que aporta cada segmento antenal: 

Este método es muy sensible a la calidad de las imágenes. Una detección precisa de las bandas, con picos bien definidos en las curvas de intensidad requeriría, en su caso, de una preparación estandarizada de las antenas  –que deben quedar perfectamente alineadas– y de una técnica fotográfica y de procesado digital que realce los anillos funiculares.

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Pasados unos días desde que envié está entrada, he probado el filtro "Median", del programa ImageJ (Process>Filters>Median), que elimina ruido de la imagen y permite obtener mejores resultados en el gráfico de curvas de cara a la medición de las distancias relativas entre las bandas. Muestro a continuación un ejemplo de curvas obtenidas a partir de la misma imagen, en el primer caso sin utilizar el filtro de ruido, y en el segundo aplicándolo: 

 Curvas de intensidad sin aplicar filtros a la imagen de la antena (Lasius murphyi)

Curvas de intensidad tras aplicar un filtro de ruido a la imagen de la antena (Lasius murphyi).

 Las flechas rojas indican la correspondencia entre los picos de las curvas y las bandas funiculares.

Decir, finalmente, que varios de los pasos del método (por ejemplo, la aplicación del filtro y la obtención del gráfico de curvas) pueden automatizarse reuniéndolos en una macro y asignando a ésta un botón del teclado.