Para prosperar, las colonias de hormigas dependen de que todos hagan su trabajo. Para las hormigas asaltantes, esto significa que los exploradores diligentes rastrean otros nidos y luego dirigen a cientos de salvajes forrajeras para atacar. Regresan con pinzas agarrando hormigas jóvenes muertas para alimentar el asentamiento. Se producen clones. La colonia prospera.
Pero las hormigas asaltantes se encuentran entre unas 50 especies plagadas de impostores: hormigas parásitas que se asemejan a reinas. Comen con avidez la comida de la colonia, pero eluden sus propios deberes de búsqueda de alimento y solo pueden incubar más parásitos en lugar de trabajadores cuando se reproducen. La forma en que emergen las reinas falsas ha desconcertado a los científicos durante mucho tiempo.
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“Es un verdadero misterio cómo llegan estas cosas”, dijo Ken Ross, genetista evolutivo de la Universidad de Georgia.
Un estudio publicado el martes en Current Biology ofrece una solución. Un «supergen» que muta rápidamente, entre una sola generación de hormigas asaltantes, es probablemente el responsable de los impostores reales. El descubrimiento surgió de una observación sorprendente en un laboratorio de la Universidad Rockefeller, donde Waring Trible y su asesor graduado, Daniel Kronauer, estudiaron colonias de hormigas asaltantes.
“Estas extrañas reinas mutantes acaban de aparecer”, dijo Trible, ahora en Harvard, quien dirigió el estudio. Aislada del resto de la colonia en una placa de Petri, era fácil de ver: varias de las hormigas tenían alas.
Es un rasgo típico de las reinas en muchas especies, pero era extraño porque las hormigas asaltantes normalmente no tienen alas ni reinas.
“Ver a estas hembras aladas fue muy impactante, muy llamativo, de inmediato”, dijo Trible. “Inmediatamente pensé que era algo genético”.
Se dispuso a clasificar la colonia de 10.000 hormigas. Su búsqueda de aguja en un pajar encontró un total de 14 reinas impostoras, que luego dejó reproducir. Su progenie siempre fueron los parásitos alados.
Trible y sus colegas dedicaron años a estudiar a los mutantes y tratar de averiguar su origen. Otro genetista, Sean McKenzie, compiló el genoma completo de las hormigas normales, mientras que Trible analizó el genoma de las mutantes. La comparación de los genomas permitió a Trible ver dónde diferían las hormigas regulares y mutantes.
En ambos tipos de hormigas, un cromosoma lleva una colección de genes que se heredan juntos y pueden controlar rasgos y funciones importantes, conocidos como supergenes. Las hormigas regulares tienen una copia del supergén y otra versión mutada y recesiva. Pero las reinas impostoras tienen dos copias del supergén mutado.
“Tal mutación en humanos probablemente te mataría”, dijo Trible. “El cromosoma está tan degenerado. Es una mutación realmente desagradable”.
Pero para estas hormigas, lo que no las mata hace que les crezcan alas.
Es «abrumadoramente probable» que el supergen controle el crecimiento de las reinas impostoras, pero se necesita una investigación más específica para confirmar el hallazgo, dijo Trible.
Durante décadas, el pensamiento común fue que los rasgos o comportamientos complejos, como el parasitismo o la cantidad de reinas en una colonia, estarían determinados por la influencia combinada de muchos genes, dijo Ross, quien descubrió el primer supergen en las hormigas y no estaba t involucrado en el nuevo estudio. Pero los científicos ahora saben, dijo, que «puede haber muchos genes, pero tienden a estar encerrados en supergenes». Eso significa que los rasgos complejos pueden depender de un solo factor, «lo cual es simplemente asombroso», dijo.
Si bien los científicos han identificado al menos otros cinco supergenes de hormigas, este sería el primero en controlar la casta, o si las hormigas se convierten en obreras, recolectoras o reinas; los otros han estado ligados al comportamiento social. Por qué las hormigas se convierten en adultos de una determinada casta es una pregunta abierta. Este supergen parece haber eliminado la capacidad de los parásitos para ser trabajadores y les permite desempeñar un papel que normalmente no se encuentra en las especies de asaltantes.
“Aislar a un mutante basado en castas es una herramienta realmente poderosa”, dijo Trible. Los mutantes, dijo, pueden ser una ventana importante a las cajas negras de la evolución.
Esta es también la primera vez que se observan hormigas parásitas de la misma especie que su huésped. Si bien hay muchas hormigas parásitas, hasta ahora han sido una especie separada de su huésped, tal vez evolucionando lentamente con el tiempo desde la especie original hasta convertirse en su parásito. El nuevo estudio muestra que una mutación parasitaria puede ocurrir dentro de una especie y en una sola generación, lo que anula las hipótesis anteriores de que tales transiciones toman miles de años o más.
“Fue un solo paso, pero no fue trivial”, dijo Ross.
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