La cera en la superficie del cuerpo de las hormigas optimiza simultáneamente dos requisitos esenciales

La supervivencia de una colonia de hormigas depende de que sus miembros puedan distinguir a sus propias compañeras de nido de las hormigas de una colonia extranjera y posiblemente hostil. Este llamado reconocimiento de compañero de nido se basa en olores emitidos por una capa muy delgada de cera que recubre el cuerpo de cada hormiga. Al mismo tiempo, esta capa de cera protege el cuerpo de la hormiga contra la pérdida de agua. Los científicos de la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz (JGU) han descubierto ahora que estas dos funciones de la capa de cera se mantienen incluso en casos de necesidades conflictivas.

«Las hormigas pueden adaptar simultáneamente su capa de cera para satisfacer dos necesidades y, por lo tanto, optimizarla en consecuencia», afirmó el biólogo evolutivo de JGU, el Dr. Florian Menzel. «Pueden adaptar su capa de cera a las temperaturas exteriores y, por lo tanto, ajustarse a diferentes requisitos de impermeabilización. Esto cambia la composición de la capa, pero la información codificada para el reconocimiento mutuo sigue siendo prácticamente la misma».

La capa de cera protege contra la desecación y contiene señales de comunicación

Todos los animales terrestres necesitan evitar que sus cuerpos pierdan agua. Para ello, casi todos los insectos cuentan con una capa de cera que recubre su cuerpo a modo de piel. Esta capa de cera consta de varias docenas a más de cien compuestos diferentes (hidrocarburos cuticulares) que son específicos y distintivos de cada especie. Los biólogos pueden usar estos hidrocarburos cuticulares (CHC) para distinguir fácilmente incluso especies estrechamente relacionadas. En insectos sociales como abejas y hormigas, esta capa de cera también tiene otras funciones. Contiene información sobre la pertenencia a una especie en particular e incluso a una colonia en particular o si un individuo es un trabajador o una reina.

A medida que aumentan las temperaturas, la cera se licua cada vez más y ya no protege a los animales contra la desecación. Las hormigas, sin embargo, pueden ajustar rápidamente la composición de la cera para contrarrestar la fusión del CHC. El equipo de biólogos evolutivos dirigido por el Dr. Florian Menzel ahora estudió si la adaptación de la mezcla de CHC a la temperatura exterior también cambia la información utilizada para reconocer a los compañeros de nido.

Un estudio examina el comportamiento agresivo después de diferentes tratamientos de temperatura

El equipo de científicos expuso dos especies de hormigas del género Lasius a diferentes temperaturas y luego observó su comportamiento. La hormiga negra de jardín, Lasius niger, es la especie de hormiga más común en nuestros jardines y prados, mientras que la hormiga de jardín de pecho plano Lasius platythorax vive principalmente en bosques o pantanos. Este último es confusamente similar a su pariente y solo fue reconocido como una especie separada hace unos 30 años.

Las colonias pequeñas de ambas especies se mantuvieron a temperaturas frescas, cálidas y fluctuantes (es decir, frescas durante la noche y cálidas durante el día). Después de tres semanas, los biólogos analizaron la composición de la cera y observaron la agresividad con la que las hormigas se comportaban con las hormigas compañeras y no compañeras del mismo grupo de temperatura o diferente.

La separación de funciones es fundamental para la supervivencia de la colonia

«Las hormigas definitivamente podían decir si su contraparte era del mismo nido o no», informó Marti Wittke, autor principal del estudio. «Sin embargo, los antiguos compañeros de nido de un ambiente de temperatura diferente fueron recibidos con más agresión». Las hormigas pudieron distinguir fácilmente a los miembros de su propia colonia de las hormigas extranjeras, incluso si las compañeras de nido habían estado sujetas a un ambiente de temperatura diferente.

«Los efectos de la temperatura sobre el reconocimiento fueron sorprendentemente pequeños, a pesar de que la composición de la capa de cera difiere drásticamente entre los grupos de temperatura», explicó Menzel, lo que sugiere que el reconocimiento de los miembros de la colonia es una prioridad mucho más alta. «El reconocimiento de colonias es inmensamente importante. Si los extraños, ya sean de la misma especie o de otras especies, no se detectan y pueden ingresar a la colonia, esto puede generar grandes problemas, por ejemplo, si los depredadores ingresan a la colonia y comen sus larvas. Pero sería sería igualmente fatal si a los compañeros de nido reales de repente no se les permitiera volver a entrar».

Publicado en Ecología Funcional, el estudio muestra que solo unos pocos componentes de la cera son suficientes para detectar la pertenencia a una colonia. «Parece que algunos hidrocarburos sirven más para el reconocimiento y algunos sirven más para la protección contra la desecación, aunque claramente ningún hidrocarburo sirve solo para una u otra función. Al final, por supuesto, es vital mantener el intercambio de señales de comunicación relativamente independiente del función de impermeabilización, incluso si ambas funciones están ancladas en la capa de cera. Sin embargo, por razones físicas, las dos funciones no pueden separarse completamente».

Curiosamente, las dos funciones, mantener la impermeabilización y la comunicación, estaban más entrelazadas en la hormiga negra de jardín que en la hormiga de jardín de pecho plano. «Todavía no entendemos esta diferencia», agregó Menzel.

Proporcionado por Johannes Gutenberg-Universität Mainz