Las plantas evolucionaron para manipular a las hormigas

Las plantas han desarrollado características específicas para atraer a las hormigas, para que propaguen sus semillas e incluso actúen como guardaespaldas.

Un nuevo estudio, publicado en 'Proceedings of the National Academy of Sciences' analiza la historia genética de 1.700 especies de hormigas y 10.000 géneros de plantas, y sus autores han encontrado que la larga historia de coevolución de hormigas y plantas comenzó con las hormigas alimentándose de las plantas y las plantas respondiendo más tarde desarrollando rasgos amigables con las hormigas.

"Mi interés principal es estudiar cómo han evolucionado las interacciones entre los organismos y cómo estas interacciones dan forma a su historia evolutiva. ¿Cuándo empezaron las hormigas a usar las plantas y cuándo empezaron a hacer las estructuras para que las hormigas las usaran?", dice el autor principal, Matt Nelsen, investigador postdoctoral del Museo Field de Historia Natural, en Chicago, Estados Unidos.

Según comenta Nelsen, que dirigió el estudio con investigadores y coautores del museo Rick Ree y Corrie Moreau, hay una serie de estructuras de plantas diferentes que son específicas para el uso de hormigas. "Algunas plantas han desarrollado características que persuaden a las hormigas para que las defiendan del ataque de otros insectos e incluso mamíferos --explica Nelsen--. Estas incluyen espinas huecas en las que las hormigas viven o néctar adicional en las hojas o tallos para que coman las hormigas. Algunas hormigas solo hacen trampa y toman el néctar y huyen, pero otras se quedarán y atacarán cualquier cosa que intente dañar la planta".

Otras plantas consiguen que sus hormigas les ayuden a mover sus semillas, sobornándolas con paquetes de alimentos ricos unidos a semillas llamadas elaiosomas. "La hormiga recogerá la semilla y se la llevará, se comerá el paquete de alimentos y desechará la semilla, a menudo en un área rica en nutrientes donde crecerá mejor, y como está más lejos de su progenitor, no competirán por los recursos", detalla.

Pero los científicos no estaban seguros de cómo comenzó la relación evolutiva entre las hormigas y las plantas. Si la evolución es una carrera de armamentos entre especies que desarrollan formas de beneficiarse de sus vecinos, entonces los científicos querían saber quién dio el primer disparo: las plantas o las hormigas. "Fue una pregunta de gallina o huevo, si las cosas comenzaron con el desarrollo de comportamientos de las hormigas para aprovechar las plantas o las plantas desarrollaron estructuras para aprovecharse las hormigas", dice Ree, conservadora de plantas en el Museo Field.

UNA RELACIÓN DESDE LOS DINOSAURIOS

La historia de las hormigas y las plantas que evolucionan juntas se remonta a la época de los dinosaurios, y no es fácil distinguir a partir de los fósiles cómo interactúan los organismos. "Hay muy pocos registros fósiles de estas estructuras en las plantas, y no se extienden muy atrás en el tiempo. Y hay toneladas de fósiles de hormigas, pero por lo general no muestran estos comportamientos de las hormigas, no necesariamente se ve una hormiga conservada en ámbar llevando una semilla", dice Nelsen.

Por lo tanto, para determinar la historia evolutiva temprana de las interacciones de las hormigas, Nelsen y sus colegas recurrieron a grandes cantidades de datos de ADN y bases de datos ecológicas. "En nuestro estudio, relacionamos estas características físicas y de comportamiento con los árboles familiares de hormigas y plantas para determinar cuándo empezaron las hormigas a comer y vivir de las plantas, y cuándo desarrollaron las plantas la capacidad de producir estructuras que usan las hormigas", explica Moreau, conservador de hormigas.

El equipo trazó un mapa de la historia de los rasgos amigables con las hormigas y del uso de las hormigas en estos árboles familiares, un proceso llamado reconstrucción del estado ancestral. Los investigadores pudieron determinar cuándo empezaron las plantas a depender de las hormigas para la defensa y la distribución de semillas, y parece que las hormigas han confiado en las plantas durante más tiempo que las plantas han confiado directamente en las hormigas, ya que las plantas no desarrollaron estas estructuras especializadas hasta mucho después de que las hormigas confiaron en ellas para alimentarse y vivir.

"Algunas hormigas no usan directamente las plantas durante mucho tiempo, mientras que otras dependen de ellas para alimentarse, vivir y anidar. Encontramos que, para invertir plenamente en el uso de las plantas, las hormigas primero comenzaron a alimentarse de forma arbórea y luego incorporaron plantas a su dieta. Y luego desde allí, comenzaron a anidar en forma arbórea. Aunque este cambio gradual hacia una mayor dependencia de las plantas es intuitivo, aún nos sorprende", dice Nelsen.

Y aunque ha habido una relación mutuamente beneficiosa entre las hormigas y las plantas a lo largo de los años, desde un punto de vista evolutivo, los grupos de hormigas que comen, se alimentan o anidan en las plantas no parecen estar mejor que aquellos que no lo hacen.

"No vemos partes del árbol genealógico de las hormigas que incluya hormigas que dependan de las plantas para comer o vivir que se diversifiquen o crezcan más rápido que las partes del árbol que carecen de estas interacciones --dice Nelsen--. Este estudio es importante porque ofrece una idea de cómo evolucionaron estas interacciones generalizadas y complejas".