La mantis religiosa debe su nombre a sus prominentes patas delanteras, que están dobladas y juntas en un ángulo que recuerda a la posición de oración. Mantis hace referencia al género mantis, al que solo pertenecen ciertas especies de mantis religiosa.
Es un insecto de tamaño mediano de aproximadamente 4 a 6 c.m., con un tórax largo y unas antenas delgadas. Tiene dos grandes ojos compuestos y tres ojos sencillos entre ellos. La cabeza puede girar hasta 180º. Sus patas delanteras, que mantiene recogidas ante la cabeza, están provistas de espinas para sujetar a sus presas.
Son animales solitarios excepto en la época de reproducción. Puede ser de color verde o pardo con distintos matices. El color del adulto lo determina el del medio en el que habita durante su última muda (por ejemplo, amarillo, si se trata de paja seca, o verde, si es hierba fresca). Es el único animal conocido que cuenta con un único oído, y lo tiene localizado en el tórax.
Alcanzan un año de vida, durante el cual mudan seis veces antes de convertirse en adulto. Para mudar se suspenden de una rama, se desprenden de la vieja muda y salen por la parte anterior de la última cutícula .
Este insecto no es venenoso. Utiliza sus fuertes patas delanteras para atrapar a sus presas y devorarlas vivas. Caza al acecho, permanece inmóvil con las patas delanteras juntas (por lo que parece que está rezando), a la espera de que una presa se acerque. Cuando otro insecto se posa junto a ella, lo observa girando la cabeza (las mantis gozan de muy buena vista) y lanzándose al ataque de inmediato. Hay un tipo de arte marcial inspirado en su forma de atacar. Sus patas delanteras sujetan a la víctima y la mantis comienza a alimentarse de ella inmediatamente, incluso si su presa sigue luchando para escapar. La rapidez de sus patas delanteras es tal que puede atrapar moscas en vuelo. Las presas pueden ser devoradas en parte o en su totalidad, y dejan únicamente como restos del festín patas, alas o élitros, que la mantis escrupulosamente deja caer al suelo. Suele alimentarse de polillas, grillos, saltamontes, moscas y otros insectos, aunque también es capaz de cazar ranas, lagartijas y pequeños ratones.
En la época de apareamiento la hembra segrega feromonas, con lo que atrae al macho, y es el único momento en el que los machos y hembras se reúnen. Durante este periodo las hembras se vuelven muy agresivas y, en ocasiones, acaban por comerse a su compañero durante o después del apareamiento, empezando por la cabeza, y evitando dañar las zonas del sistema nervioso encargadas de la reproducción. La cópula dura unas dos horas.
La puesta de los huevos se hace en otoño y los huevos eclosionan en primavera. Pone sus huevos en montoncitos espumosos (ootecas), que ata a las ramitas. La espuma se endurece pronto y protege los huevos hasta que se abren. Cada saco puede albergar entre 200 y 300 huevos, pero sólo unos pocos sobreviven ya que entre ellos impera el canibalismo juvenil, perecen los que tardan en escapar de sus hermanos, disminuyendo la tasa de supervivencia.
La relación entre la mantis religiosa y el hombre ha sido un tanto contradictoria ya que, por un lado, ha despertado la curiosidad y la admiración, y por otro suscita la desconfianza y el miedo. En general en España la cultura popular equivocadamente presenta a la mantis religiosa como un animal peligroso y venenoso a pesar de ser totalmente inofensivo y beneficioso para el hombre, pues devora gran cantidad de otros insectos. En algunos municipios la mantis religiosa recibe nombres vernáculos como "muerte" o "caballito del diablo", que revelan esa concepción negativa. Contrastan estas denominaciones con las de "religiosa", del nombre científico y común, y la de "santateresa", que hacen alusión a esa posición en la que parece que se encuentra rezando cuando acecha a sus presas.
El hecho de ser un gran predador de otros invertebrados como saltamontes hace que se la considere como especie muy beneficiosa. Igualmente, su belleza y su agresividad parecen generar una especial atracción en muchas personas. Encontrar sus puestas se considera un buen augurio en algunas zonas.
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