Selección de hojas por las hormigas arrieras
Dennis Adrián Infante Rodríguez y Jorge Valenzuela González
Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día 13 de octubre 2021
Las hormigas cortadoras de hojas pueden utilizar una gran diversidad de especies de plantas para el cultivo del hongo simbionte del que se alimentan, pero al mismo tiempo son muy selectivas con relación al material vegetal utilizado. Algunas de los factores que parecen hacer inadecuado cierto tipo de hojas son: altas concentraciones de metabolitos secundarios y macroelementos en las hojas y algunas características estructurales de las mismas.
Palabras clave: hormigas cortadoras de hojas, comportamiento de forrajeo, selección de material foliar
Cuando los naturalistas europeos empezaron a visitar el nuevo mundo quedaron sorprendidos por la gran diversidad y abundancia de especies animales y plantas presentes en el continente americano, pero sobre todo notaron que esta diversidad y abundancia se acentuaba en las zonas tropicales. Un personaje que destaca por sus detalladas observaciones biológicas fue el naturalista británico Tomas Belt, quien en 1875 realizó una expedición hacia Nicaragua para observar, describir y reconocer la riqueza biológica de ese país. Dentro de sus observaciones describió la actividad de forrajeo de las hormigas cortadoras de hojas (pertenecientes a los géneros Atta y Acromyrmex), y sus efectos como importantes herbívoros en las regiones tropicales del nuevo mundo. A pesar de que las especies de Atta ya habían despertado cierto interés en sus contemporáneos por su comportamiento social similar a las termitas y a las abejas, en ese momento no quedaba claro por qué motivo cortaban hojas y cuál podría ser su uso. Las hipótesis que prevalecían dentro de la comunidad era que servían como alimento de estos insectos y para acondicionar las cámaras de los nidos. Hasta donde sabemos, Belt fue el primero en sugerir que el material vegetal colectado era utilizadas como abono para el cultivo de un hongo que era el que les servía como alimento, manifestando por vez primera que eran cultivadoras y consumidoras de hongos, es decir que se trataba de hormigas micófagas (Slider).
Fig 1. Hongo simbionte creciendo sobre medios de Papa Dextrosa Agar en condiciones de laboratorio. Sin el cuidado de las hormigas este hongo puede cultivarse pero es de lento crecimiento. Se pueden observar las hifas ensanchadas (gongilidios), las cuales se acumulan y son consumidas como alimento por las hormigas.
Aunque estos insectos pueden ser considerados como generalistas, pues pueden colectar material vegetal de una gran diversidad de especies de plantas, actualmente se sabe que el comportamiento de selección del material vegetal para el cultivo del hongo del que se alimentan es un proceso bastante complejo que involucra la participación de las hormigas, del hongo con el que están asociadas de manera simbiótica y de algunas características del material vegetal que lo hacen adecuado o no para su uso por parte de las hormigas para el cultivo del hongo.
Durante los últimos cinco años nosotros hemos estado estudiado el comportamiento de forrajeo de una de estas especies de hormigas. Principalmente nos hemos enfocado en la especie Atta mexicana, una de las tres especies del género Atta que existen en Méxicoy que ha sido relativamente poco estudiada a este respecto. Utilizando medios de crecimiento en laboratorio para el aislamiento de cepas puras y por medio de la identificación genética del hongo simbionte cultivado por estas hormigas se ha podido confirmar que se trata de Leucoagaricus gongylophorus (Fig 1), la misma especie que es cultivada por otras hormigas cultivadoras de hongos de los géneros Atta y Acromyrmex.
Uno de los resultados interesantes de estas investigaciones ha mostrado que la experiencia previa de las hormigas es importante para el reconocimiento del material adecuado para su uso para el cultivo del hongo simbionte (Fig 2). Aunque algunas plantas pueden producir un efecto disuasivo casi inmediato en las forrajeras, independientemente de su experiencia, lo que indica la presencia de características aversivas en estas plantas que las hacen fácilmente reconocibles como un material inadecuado para el cultivo del hongo, en otros casos las obreras pueden cortar y transportar a sus nidos material que en realidad no es adecuado para este propósito. En este caso dicho material es rechazado posteriormente por las obreras que se encargan del cultivo del hongo y este fenómeno, conocido como “rechazo retardado” tiene un efecto sobre el comportamiento posterior de las forrajeras que dejan de colectar este tipo de material vegetal.
Las características que hacen poco atractivo un material de forrajeo son variables dependiendo de las especies de plantas involucradas. La presencia de altas concentraciones de metabolitos secundarios como alcaloides, terpenos y fenoles, es uno de los factores que inciden de manera importante sobre el comportamiento de selección del material foliar por parte de las hormigas. La dureza de las hojas, los contenidos de algunos micro y macroelementos que en altas concentraciones pueden ser dañinos para las hormigas y el hongo simbionte y algunas características estructurales de las hojas como su dureza, grosor, y la presencia de ceras y tricomas (especie de pelitos que poseen las hojas de algunas plantas), son otros de los factores involucrados en el rechazo de las hojas de algunas plantas para ser utilizadas como material de forrajeo por parte de la hormiga.
En algunos casos, la interacción hormiga-hongo ha desarrollado la capacidad de neutralizar ciertos compuestos químicos que son potencialmente nocivos, principalmente compuestos fenólicos, y así poder utilizar algunos sustratos vegetales con altos contenidos de estos compuestos.
Aún existen grandes interrogantes en cómo se da el proceso de comunicación entre el sistema simbiótico y si existe un mecanismo de retroalimentación entre las colonias y el hongo utilizando señales químicas. Otro gran reto son las estrategias de cultivo específicas empleadas por las obreras en los cultivos de hongos de las diversas especies de hormigas cortadoras con diferentes hábitos y preferencias de forrajeo y cómo reaccionan estas hormigas cultivadoras de hongos a las variaciones a gran escala como la estacionalidad, presencia de patógenos en el cultivo de hongo, disponibilidad de recursos etc., para mantener la homeostasis dentro de sus cultivos.
Créditos fotos
- Dennis A. Infante Rodríguez
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- Biocomunicación: cómo se comunican los organismos en la naturaleza
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