Los científicos que investigan uno de los misterios del mundo de los insectos han identificado una poderosa arma química utilizada en la carrera armamentista entre las hormigas cortadoras de hojas que cultivan hongos y los parásitos que las plagan.
La existencia del arma química que modifica el comportamiento surgió cuando investigadores de la Universidad de East Anglia y el Centro John Innes investigaron el fenómeno del colapso de las colonias, en el que los criadores de hormigas normalmente atentos y altamente eficientes abandonan repentinamente sus cuidados jardines.
Las hormigas cortadoras de hojas son las hormigas que cultivan hongos attine más evolucionadas y son extremadamente comunes en América Latina. Son reconocidas por sus habilidades de jardinería, que evolucionaron hace unos 60 millones de años. Sus larvas solo consumen un hongo especializado, que ellas hormigas cultivan usando un mantillo de hojas masticadas.
Las granjas de hormigas cortadoras de hojas están infectadas por un parásito fúngico especializado llamado Escovopsis , que ha coevolucionado para vivir del suministro de alimentos de los hongos. Las hormigas cultivan biopelículas de bacterias especializadas en sus cuerpos que producen antifúngicos para controlar Escovopsis Infecciones. Si las colonias están estresadas, el parásito puede dominar a toda la granja de hongos, provocando el colapso de la colonia.
El profesor Matt Hutchings de la Facultad de Ciencias Biológicas de la UEA, dijo: "Las hormigas cortadoras de hojas son excelentes agricultores. Patrullan sus jardines, eliminan hongos extraños y usan bacterias productoras de antibióticos en sus cuerpos para matar parásitos, usándolos de manera efectiva como herbicidas.
"Pero las formas en las que Escovopsis no se comprende bien si logra superar sus defensas ".
Trabajando con socios en el Centro para la Evolución Social en Dinamarca y el Instituto Leibniz para la Investigación de Productos Naturales y Biología de Infecciones en Jena, Alemania, el equipo tomó muestras del hongo alimenticio de colonias de hormigas cortadoras recolectadas en Panamá y las infectó con elparásito.
Pudieron identificar dos familias de moléculas que fueron producidas en altos niveles por Escovopsis patógeno y los probó contra las bacterias de control biológico que crecen en los cuerpos de las hormigas.
El estudio, publicado en Comunicaciones de la naturaleza , reveló que la primera molécula fue capaz de matar las bacterias productoras de antibióticos en los cuerpos de las hormigas, mientras que la segunda también trabajó para modificar el comportamiento de las hormigas. Bajo su influencia, las hormigas dejaron de cuidar el jardín de hongos, huyeron,y eventualmente murieron si continuaban expuestos.
Se cree que el mecanismo es similar al utilizado por un hongo totalmente diferente que infecta a las llamadas 'hormigas zombis', que se pueden observar en las selvas tropicales de Brasil y Tailandia. Las hormigas infectadas por este patógeno dejan sus colonias para morir en áreasdonde las esporas de hongos se pueden propagar de manera más efectiva.
El profesor Barrie Wilkinson, líder de proyecto en el Centro John Innes, dijo: "Creemos que Escovopsis el patógeno siempre está presente en o alrededor de los nidos y se mantiene a raya por la constante jardinería y las defensas químicas de las hormigas.
"Pero cuando sucede algo inusual, una sequía u otro cambio ambiental tal vez, el parásito puede afianzarse y comenzar a aumentar los niveles de los compuestos de armas químicas que causan cambios de comportamiento y disminuyen la eficiencia de las hormigas en sus jardines..
"A partir de ese momento, la situación se intensifica y provoca la aparición de hormigas muertas y el patógeno se hace cargo, por lo que las hormigas restantes eventualmente abandonan el nido".
El profesor Wilkinson dijo que los hallazgos podrían ayudar a comprender otras hormigas invasoras dañinas y potencialmente proporcionar métodos para controlar las plagas de hormigas, como las hormigas cortadoras de hojas, sin usar insecticidas.
También hay evidencia de que las hormigas están contraatacando. El trabajo anterior del equipo del profesor Hutchings ha demostrado que los insectos pueden estar adquiriendo otras bacterias productoras de antibióticos del suelo para atacar al parásito.
"Nuestros resultados son consistentes con una carrera armamentista que impulsa la evolución de las armas de destrucción y defensa en la que cada parte busca innovar para mantener la ventaja", dijo el profesor Hutchings.
"Es fascinante ver la expresión de Escovopsis la virulencia se despliega cuando las cosas van mal y darse cuenta de que las hormigas suelen ser capaces de prevenir tales situaciones porque sus armas de defensa contra Escovopsis también son muy sofisticados ".
El profesor Koos Boomsma de la Universidad de Copenhague dijo: "Ha habido cierta discusión sobre si la coadaptación evolutiva entre las hormigas y Escovopsis es real, por lo que es gratificante ver cómo se documentan estas dinámicas de la carrera de armamentos químicos ".
El profesor Wilkinson agregó: "Este trabajo destaca el papel clave que desempeñan los productos naturales en la dinámica de control de plagas de las colonias de hormigas agrícolas y es invaluable para ayudarnos en la búsqueda de nuevos antibióticos en este campo de batalla único donde, a la larga, ninguna fiestapuede ganar permanentemente. Esto puede ayudarnos en futuros estudios para abordar la crisis de resistencia a los antimicrobianos RAM en la medicina humana ".
"Este estudio ilustra lo importante que es conocer las diversas funciones de los productos naturales en la naturaleza", dijo Christian Hertweck en Jena, "no solo desde una perspectiva ecológica sino también con una aplicación farmacéutica en mente".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de East Anglia . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
Referencia de la revista :
cite esta página :