Saturday, August 16, 2025

Mini agricultores

 Introducción

Las hormigas, además de poseer una estructura social compleja y altamente organizada, también destacan por su sorprendente capacidad de cultivar hongos, habilidad que se cree que surgió hace unos 50 millones de años, cuando comenzaron a establecer relaciones mutualistas con ciertas especies de hongos (Mueller y Rabeling, 2008), siendo uno de los pocos taxones capaces de cultivar su comida.

¿Quién iba a decir que una hormiga se convertiría en médico?
La clave de esta sorprendente capacidad de cultivar hongo es que las hormigas no solo ofrecen un lugar seguro para que los hongos crezcan, sino que también los protegen de enfermedades (Currie et al., 1999a,b; Cafaro y Currie, 2005). Para ello utilizan una masa de bacterias Pseudonocardia y Streptomyces que son capaces de producir un increíble número de sustancias antibióticas que inhiben únicamente las enfermedades fúngicas que amenazan directamente al jardín, como el hongo parásito Escovopsis, que representa una serie amenaza. En cambio, otros hongos parásitos menos peligrosos no se ven afectados por estas sustancias antibióticas (Currie et al., 1999b)

Una hormiga jardinera, cubierta de actinobacterias. Créditos de la imagen: Alex Wild.

Además, las hormigas transmiten estas bacterias de generación en generación. Incluso, algunas especies han desarrollado hendidura especializadas llamadas fóveas en todo el cuerpo, donde viven las bacterias y son alimentadas por glándulas exocrinas, lo que permite eliminar a los parásitos que crecen en sus cultivos de hongos (Currie et al., 2006)

Ahora bien, este sistema defensivo no es perfecto. Otro actor inesperado: una levadura negra que crece sobre la cutícula de las hormigas, justo en las zonas donde se alojan las bacterias (Little y Currie, 2007). Y aquí está el problema: estas levaduras no atacan directamente a la hormiga ni a los hongos cultivados, pero se alimentan de las bacterias protectoras. Como consecuencia, frena el crecimiento de estas bacterias y reducen la producción de antibióticos, lo que permite que Escovopsis prospere y afecte gravemente a la productividad del jardín (Little y Currie, 2008).

Escovopsis spp, uno de los parásitos fúngicos que afectan a los hongos cultivados por las hormigas. Extraído de Pagonocca et al. (2012)

Aparte de usar estas sustancias antibióticas producidas por estas bacterias, las hormigas acicalan a los hongos meticulosamente y eliminan físicamente cualquier parte del hongo infectada con Escovopsis (Mangone y Currie, 2007). Las hormigas recogen las esporas e hifas del hongo parásito Escovopsis y las colocan en sus bolsillos infrabucales, donde son eliminadas por los antibióticos presentes allí. Posteriormente, las hormigas depositan estas esporas e hifas muertas en un montículo separado, lejos del jardín fúngico (Little et al., 2003, 2006).

Pero, ¿por qué las hormigas comenzaron a cultivar hongos? Pues su coincidencia con el evento de extinción de K-Pg no es casual. Dicho evento provocó un caos ambiental absoluto y la desaparición de gran parte de la vegetación. Sin embargo, los hongos, al ser organismos descomponedores no dependen de la luz solar, la cual quedó bloqueada durante un tiempo considerable. Esta situación supuso un auge para los hongos y, en consecuencia, para las hormigas, que comenzaron a explotar este nuevo recurso alimenticio, bastante fácil de obtener.

Como consecuencia de la coevolución entre ambos organismos, las hormigas perdieron la capacidad de producir el aminoácido arginina en una etapa temprana de su evolución (Suen et al., 2011; Jesovnik et al., 2016) y a partir de ese momento pasaron a depender completamente de los hongos. Esto podría explicar por qué no existe ninguna especies de hormiga Attine que pueda vivir sin cultivar hongos.

Conclusión
Así que sí, las hormigas y sus fieles hongos domesticados parecen imparables y resulta sorprendente cómo el evento K-Pg cambió por completo la historia evolutiva de un grupo de hormigas. Lo que comenzó como una estrategia de supervivencia en un planeta sumido en un caos ambiental absoluto se convirtió en una de las relaciones mutualistas más sofisticadas.

Para publicaciones anteriores sobre coevolución, consulté...
-Sobre flores de monos y colibríes (Julio, 2025)
-El triunfo de una extraña amistad (Marzo, 2025)

Bibliografía
  1. Mueller, U. G., and C. Rabeling. 2008. A breakthrough innovation in animal evolution.
    https://www.researchgate.net/publication/5468047_A_breakthrough_innovation_in_animal_evolution
  2. Currie, C. R., U. G. Mueller, and D. Malloch. 1999a. The agricultural pathology of ant fungus gardens.
    https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.96.14.7998
  3. Currie, C. R., J. A. Scott, R. C. Summerbell, and D. Malloch. 1999b. Fungus-growing ants use antibiotic-producing bacteria to control garden parasites
    https://www.nature.com/articles/19519
  4. Cafaro, M. J., and C. R. Currie. 2005. Phylogenetic analysis of mutualistic filamentous bacteria associated with fungus-growing ants.
    https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16121221/
  5. Currie, C. R., M. Poulsen, J. Mendenhall, J. J. Boomsma, and J. Billen. 2006. Coevolved crypts and exocrine glands support mutualistic bacteria in fungus-growing ants.
    https://www.researchgate.net/publication/7371959_Coevolved_Crypts_and_Exocrine_Glands_Support_Mutualistic_Bacteria_in_Fungus-Growing_Ants
  6. Little, A. E., and C. R. Currie. 2007. Symbiotic complexity: Discovery of a fifth symbiont in the attine ant–microbe symbiosis.
    https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC2396185/
  7. Little, A. E., and C. R. Currie. 2008. Black yeast symbionts compromise the efficiency of antibiotic defenses in fungus-growing ants.
    https://repository.si.edu/bitstreams/47c29873-e02e-4d2f-9cb1-e8fc7c208831/download
  8. Little, A. E. F., T. Murakami, U. G. Mueller, and C. R. Currie. 2003. The infrabuccal pellet piles of fungus-growing ants.
    https://copa.acguanacaste.ac.cr/bitstream/handle/11606/120/ants%20paper.pdf?sequence=1&isAllowed=y
  9.  Little, A. E. F., T. Murakami, U. G. Mueller, and C. R. Currie. 2006. Defending against parasites: Fungus-growing ants combine specialized behaviours and microbial symbionts to protect their fungus gardens.
    https://www.researchgate.net/publication/6651460_Defending_against_parasites_Fungus-growing_ants_combine_specialized_behaviours_and_microbial_symbionts_to_protect_their_fungus_gardens
  10. Ješovnik, A., González, V. L., & Schultz, T. R. (2016). Phylogenomics and Divergence Dating of Fungus-Farming Ants (Hymenoptera: Formicidae) of the Genera Sericomyrmex and Apterostigma.
    https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0151059
  11. Suen, G., C. Teiling, L. Li, C. Holt, E. Abouheif, E. Bornberg-Bauer,  P. Bouffard, E. J. Caldera, E. Cash, A. Cavanaugh, O. Denas,  E. Elhaik, M. J. Fave, J. R. Gadau, J. D. Gibson, D. Graur, K. J. Grubbs, D. E. Hagen, T. T. Harkins, M. Helmkampf, H. Hu, B. R. Johnson, J. Kim, S. E. Marsh, J. A. Moeller, M. C. Munoz-Torres, M. C. Murphy, M. C. Naughton, S. Nigam, R. Overson, R. Rajakumar, J. T. Reese, J. J. Scott, C. R. Smith, S. Tao, N. D. Tsutsui, L.  Viljakainen, L. Wissler, M. D. Yandell, F. Zimmer, J. Taylor,  S. C. Slater, S. W. Clifton, W. C. Warren, C. G. Elsik, C. D. Smith, G. M. Weinstock, N. M. Gerardo, and C. R. Currie. 2011.  The genome sequence of the leaf-cutter ant Atta cephalotes  reveals insights into its obligate symbiotic lifestyle.
    https://journals.plos.org/plosgenetics/article?id=10.1371/journal.pgen.1002007

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