Un estudio devela el mecanismo evolutivo que puede llevar al control de las hormigas

Se investigaron las relaciones de simbiosis y parasitismo que establecen las arrieras y otras hormigas cortadoras con dos géneros de hongos

Por José Tadeu Arantes  |  Agência FAPESP – La perspectiva de control biológico de las poblaciones de hormigas cortadoras se ubica en el horizonte de un estudio que salió recientemente publicado en la revista Royal Society Open Science.

Dicho estudio se encuentra directamente relacionado con dos proyectos que cuentan con el apoyo de la FAPESP: “Sistemática y filogenia del hongo parásito Escovopsis asociado a las hormigas Attini” y “Código de barras de ADN y potencial biotecnológico de los microhongos asociados a los nidos de las hormigas cortadoras”.

“Esta investigación abrió un gran abanico de posibilidades, tanto para lograr un mejor conocimiento de los hongos del género Escovopsis, que pueden promover el eventual control biológico de las hormigas, como para la concreción efectiva del control en sí mismo”, declaró a Agência FAPESP el biólogo André Rodrigues, docente del Departamento de Bioquímica y Microbiología de la Universidade Estadual Paulista (Unesp) con sede en Rio Claro (São Paulo, Brasil), y coordinador del Laboratorio de Ecología y Sistemática de Hongos de dicha universidad.

Rodrigues es el supervisor del autor principal del estudio, Lucas Andrade Meirelles, y uno de los signatarios del artículo publicado en la revista de la Royal Society. La investigación también contó con la participación de científicos de la University of Texas, en Austin, Estados Unidos, donde Meirelles desarrolló parte de su proyecto de maestría, con Beca de Pasantía de Investigación en el Exterior de la FAPESP.

La posibilidad del control biológico se basa en una intrincada relación de simbiosis y parasitismo que se estableció hace entre 65 millones y 50 millones de años. Sucede que los hongos del género Escovopsis parasitan y, en el límite, destruyen a los hongos de la especie Leucoagaricus gongylophorus, que viven en simbiosis con las hormigas de la tribu Attini, tales como las arrieras [del género Atta] y las del género Acromyrmex.

“Estas hormigas cultivan Leucoagaricus gongylophorus en el interior de sus colonias. Estos hongos crecen en cámaras en el interior de los hormigueros en forma de micelios, unas estructuras filamentosas que se asemejan al algodón. Las hormigas alimentan a sus socios fúngicos con las plantas que cortan y se apropian de pequeñas vesículas llenas de nutrientes que los hongos forman en sus filamentos. Las obreras extraen esas vesículas y las utilizan para alimentar a las larvas”, informó Rodrigues.

Técnicamente, Leucoagaricus gongylophorus es una seta. Pero las hormigas intentan inhibir la formación de tales estructuras, pues ése es el modo de reproducción del hongo: así es como genera diversidad genética. Entonces cuando los Leucoagaricus gongylophorus empiezan a formar setas, las hormigas rápidamente eliminan esas variantes para que se mantengan únicamente como micelios. “Existe una hipótesis evolutiva según la cual las hormigas fuerzan al hongo a mantener la misma forma en todas las colonias, descartando variantes que podrían no ser favorables al proceso asociativo”, añadió el investigador.

Parasitismo

Es posible que el parasitismo que ejercen las hormigas cortadoras sobre el hongo Escovopsis sea tan antiguo como la “domesticación” del hongo Leucoagaricus gongylophorus: algo en la escala de tiempo de las decenas de millones de años. Pero esto recién se confirmó a finales de la década de 1990. “Los Escovopsis parasitan a los Leucoagaricus gongylophorus. Y las investigaciones de laboratorio mostraron que las colonias de hormigas infectadas por los Escovopsis terminan muriendo al cabo de algún tiempo”, afirmó Rodrigues.

La posibilidad de que los humanos se puedan valer de este parasitismo en el control biológico de las cortadoras se ve favorecida debido a que, pese a que ya se los ha buscado en diversos lugares, no se halló a los Escovopsis en ningún otro ambiente fuera de las colonias de esas hormigas.

“El hecho de que aparentemente no ataquen a otros organismos aparte de sus blancos le confiere una cierta seguridad a su empleo. Asimismo, los estudios mostraron que la especificidad de la acción de los Escovopsis se debe a que éstos evolucionaron junto con las hormigas y con los Leucoagaricus gongylophorus, en una asociación que se remonta a decenas de millones de años”, subrayó el investigador.

Pero, precisamente debido a la antigüedad de esta asociación, el empleo de los Escovopsis como agentes de control no es tan sencillo como parece a primera vista. Sucede que, en el transcurso del tiempo, las hormigas desarrollaron recursos para librarse de estos indeseables parásitos. Ellas los echan afuera de los hormigueros con medios mecánicos, removiéndolos con sus mandíbulas, o los eliminan con medios químicos, liberando sobre ellos sustancias fungicidas.

Éstas son producidas por bacterias en las cutículas que recubren los cuerpos de las hormigas. Y esto hace que entre en escena un cuarto organismo, la bacteria Pseudonocardia, responsable de la producción del antifúngico, lo que torna a ese intrincado rompecabezas evolutivo aún más fascinante.

“Hay una incesante carrera evolutiva: las hormigas desarrollan asociaciones con las bacterias para remover a los patógenos de las colonias, y los patógenos intentan ir más allá de estos mecanismos de defensa del hormiguero”, enfatizó Rodrigues.

Una posible estrategia humana con miras a poner a esta carrera evolutiva a su favor consistiría en sacar partido de la gran diversidad de especies que se cobijan en el género Escovopsis. “En los estudios anteriores se habían identificado y descrito siete especies. Al reunir materiales de diversas regiones de Brasil, agrupamos el mayor muestreo de estos parásitos del que se tenga conocimiento, con alrededor de 20 especies además de las descritas anteriormente”, dijo el investigador.

Jardines de hongos

Desde el punto de vista taxonómico, la descripción de estas especies recién descubiertas les suministra un vasto material de trabajo a los estudiosos. Y en una investigación que lleva adelante actualmente Rodrigues, también con el apoyo de la FAPESP, se explora tal posibilidad. Es el estudio intitulado “Filogenia de hongos parásitos asociados a los jardines de las hormigas de la tribu Attini”. Desde el punto de vista de la teoría de la evolución, aún hay mucho por aprender con esta intrincada asociación entre insectos, hongos pertenecientes a dos géneros distintos y bacterias. “Nuestro estudio abrió varias ventanas de investigación”, reconoció el investigador.

Rodrigues comentó que el trabajo de campo consiste en ubicar a las colonias de hormigas e ingresar a través de ellas a aquello a lo que los investigadores denominan “jardines de hongos”. Son estructuras similares a esponjas en donde se concentran los micelios de Leucoagaricus gongylophorus y todo el sustrato vegetal constituido por las hojas y las flores que las hormigas cortan y llevan adentro del hormiguero.

“Las colonias de arrieras llegan a reunir millones de ejemplares. Y se ramifican en cámaras y túneles que pueden descender a profundidades superiores a los 10 metros en el subsuelo. Lo que hacemos es excavar una trinchera de dos a tres metros de profundidad al lado de la colonia. Y luego excavar lateralmente la pared de la trinchera más cercana al hormiguero para llegar a las primeras cámaras superficiales en donde se encuentran los jardines de hongos. En ellos, aparte de Leucoagaricus gongylophorus, encontraremos también parásitos Escovopsis”, informó.

El investigador recordó que la caracterización de las arrieras y de otras hormigas cortadoras como “plagas agrícolas” es consecuencia directa del monocultivo. Esas hormigas están presentes en la Tierra desde hace millones de años. Y siempre cortaron hojas de diversas especies vegetales. Cuando se retiran todas las otras plantas del terreno para el cultivo de una sola variedad agrícola, tal como los naranjos, por ejemplo, no les resta alternativa a las hormigas sino cortar hojas de esa variedad. “No son plagas por naturaleza. Son plagas del punto de vista de un modelo agrícola basado en el monocultivo”, dijo.

Rodrigues hizo hincapié en que el actual estudio que contó con su participación, como así también la colección de hongos Escovopsis reunida en el transcurso de años, sólo se tornaron posibles merced a otros proyectos apoyados por la FAPESP en el Centro de Estudios de Insectos Sociales de la Unesp. E hizo mención a los proyectos temáticos intitulados “Estudio de las potencialidades de algunas especies vegetales y productos naturales y sintéticos para el control de hormigas cortadoras” y “El control de hormigas cortadoras: estudios integrados”.