Las pupas de hormiga alimentan con 'leche' a larvas y adultos

Un estudio revela que las pupas de las hormigas segregan un líquido nunca antes observado que beben inmediatamente las larvas, un estadio previo en la evolución de la especie, y también los adultos.

La salud de toda la colonia parece depender del rápido consumo de este líquido repleto de nutrientes: las larvas lo necesitan para crecer y, si los adultos y las larvas no lo beben, las pupas mueren de infecciones fúngicas al acumularse el líquido a su alrededor, según publican los investigadores en la revista 'Nature'.

"La forma en que las hormigas utilizan este líquido crea una dependencia entre las diferentes etapas de desarrollo --explica en un comunicado Daniel Kronauer, profesor asociado de Stanley S. y Sydney R. Shuman en la Universidad Rockefeller, en Estados Unidos--. Esto demuestra hasta qué punto las colonias de hormigas funcionan realmente como una unidad integrada".

Las hormigas operan dentro del bullicio de una colonia ajetreada, lo que plantea dificultades a los investigadores que intentan observar las diversas interacciones entre las hormigas que mantienen el buen funcionamiento de la colonia.

"Estas interacciones constituyen el núcleo de la comprensión de las sociedades de insectos, pero, debido a las dificultades inherentes, no se han investigado de forma sistemática", afirma Orli Snir, primer autor del estudio y postdoctorado en el laboratorio de Kronauer. Para abordar este problema, Snir decidió aplicar la ingeniería inversa a la colonia de hormigas para identificar algunos de los principios clave que impulsan las interacciones sociales. Para ello, retiró de la colonia hormigas en diferentes etapas de desarrollo y examinó cómo el aislamiento social afectaba a los insectos.

Una de las primeras cosas que observó fue la acumulación de líquido alrededor de las pupas aisladas. Los insectos no suelen segregar líquido en la fase de pupa, y tampoco se había observado nunca en las hormigas. Este líquido era propenso a las infecciones fúngicas que acababan matando a las pupas. Sólo cuando Snir eliminaba el líquido manualmente, las pupas sobrevivían hasta la edad adulta. Está claro que la colonia de hormigas impedía de algún modo que se acumulara el líquido de las pupas.

Kronauer, Snir y sus colegas llevaron a cabo experimentos de rastreo de tintes para averiguar a dónde iba el líquido y, cuando descubrieron que los adultos y las larvas lo bebían, empezaron a explorar la composición del líquido y a observar lo que les ocurría a las hormigas que no participaban.

Los investigadores descubrieron que el líquido procede de un proceso conservado en todos los insectos llamado muda, en el que los insectos se desprenden de su vieja cutícula para crecer. Mientras que los insectos no sociales reciclan el líquido de muda para conservar los nutrientes, las pupas de las hormigas lo comparten con sus compañeras de nido.

Los investigadores descubrieron que el líquido es rico en nutrientes, así como en sustancias psicoactivas, hormonas y algunos componentes que se encuentran en la jalea real que las abejas reservan para las larvas de la abeja reina. Y aunque las hormigas de todas las edades parecen disfrutar del líquido, las larvas jóvenes lo necesitan: las que no lo reciben en sus primeros cuatro días de vida no crecen y muchas acaban muriendo.

"Los primeros días después de la eclosión, las larvas dependen del líquido casi como un recién nacido depende de la leche --afirma Kronauer--. Los adultos también lo beben con voracidad y, aunque no está claro qué les hace a los adultos, estamos seguros de que tiene un impacto en el metabolismo y la fisiología".

"Después de realizar el estudio inicial en hormigas clonadoras, el equipo de Kronauer encontró el mismo fenómeno general entre cada una de las cinco principales subfamilias de hormigas, lo que sugiere que la estrategia de cooptar el líquido de muda para convertirlo en un líquido de señalización nutritivo está muy conservada --dice Kronauer--. Probablemente evolucionó una vez, al principio de la evolución de las hormigas, o incluso antes de su evolución".

A veces se habla de la colonia de hormigas como de un superorganismo, una entidad unificada compuesta por muchos organismos que trabajan en concierto. De hecho, las hormigas transmiten información intercambiando señales químicas de forma análoga a como se comunican las células en los tejidos. Entre ellas se encuentran las feromonas, que a menudo transmiten información a corto plazo, y los fluidos sociales, que tienen el potencial de efectuar cambios metabólicos y de comportamiento a largo plazo. El descubrimiento del fluido social de las pupas y su papel en la conexión entre adultos, pupas y larvas, añade contexto a esta comprensión de las colonias de hormigas como superorganismos interdependientes.

"El fluido social de las pupas es el motor de una red de interacción central y hasta ahora ignorada en las sociedades de hormigas --asegura Snir--. Esto revela un nuevo aspecto de la dependencia entre larvas y pupas, y pupas y adultos".

En futuros estudios, el equipo seguirá explorando los efectos de este líquido de muda en el funcionamiento interno de la colonia. Kronauer está especialmente interesado en determinar si el líquido de muda desempeña un papel en la decisión de la casta de las larvas de hormiga, y si afecta al comportamiento de los adultos y cómo lo hace. "Este estudio sólo ofrece un vistazo a las intrincadas redes de interacción de las sociedades de insectos --comenta Snir--. Nuestro objetivo a largo plazo es conocer en profundidad los mecanismos neuronales y moleculares que rigen la organización social, y cómo evolucionaron estos mecanismos".