Las hormigas que cultivan su propio alimento

Agricultura a una escala industrial que supera la eficiencia de humana es la que desarrolló la tribu suramericana de hormigas Attini,  hace 55 a 60 millones de años, al cambiar el estilo de vida de cazadoras-recolectoras a agricultoras de subsistencia.

Estos pequeños insectos comenzaron a cultivar hongos que crecían en la materia vegetal leñosa en descomposición, poco después de que se extinguieron los dinosaurios. Pero, el primer paso para llegar a la agricultura en una escala mucho más grande fue el consumo de los hongos de crecimiento lento que sostenían a pequeñas colonias de hormigas. De esta forma se creó una relación insecto-comida.

Relación que según estudios genéticos de hormigas agricultoras y sus cultivos de hongos existen sorprendentes ‘adaptaciones mutuas’: las hormigas dependientes de los hongos y estos de ellas.

“Las hormigas perdieron muchos genes cuando se comprometieron a cultivar hongos. Esto condujo a una cascada evolutiva de cambios, no igualada por ningún otro linaje de animales estudiados hasta el momento,” comentó Jacobus Boomsma, investigador asociado del Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales y profesor de biología de la Universidad de Copenhague. Boomsma y sus colegas Sanne Nygaard y Guojie Zhang hicieron el hallazgo, descrito en la revista Nature Communications.

Investigación genética 

Para llegar a esta conclusión los científicos investigaron los genes de siete especies de hormigas cultivadoras y sus hongos asociados con el fin de entender cómo se desarrolló la asociación.

“Hace alrededor de 25 millones de años un grupo de hormigas comenzó a cultivar unos hongos que producen bulbos diminutos, ricos en proteínas que las hormigas cosechaban preferentemente. Los alimentos más nutritivos apoyaban a colonias más grandes, estimulando aún más avances en la co-evolución hormiga-hongo hasta que, hace 15 millones de años, surgieron las hoy hormigas cortadoras de hojas.

Estas a diario cortan y siembran sus granjas subterráneas con material vegetal fresco y verde, cultivando una especie de hongo totalmente domesticado a escala industrial, que pueda sostener a colonias de millones de hormigas.

La domesticación cambió a ambos socios en la relación. A diferencia de sus ancestros y parientes silvestres del presente, el hongo de las hormigas cortadoras de hojas ya no puede producir las enzimas que digieren la materia de plantas leñosas, por lo que es dependiente de las hojas verdes traídas por las hormigas. A su vez, el hongo produce cuerpos fructíferos hinchados de proteínas esenciales para el crecimiento de las hormigas.

Las hormigas han evolucionado enzimas especiales para digerir fácilmente este ‘superalimento’, y no pueden comer cualquier otra cosa. Son incapaces de sobrevivir sin la otra, las hormigas cortadoras de hojas y sus hongos, forman las mayores colonias de cualquiera de las hormigas cultivadoras de hongos.

En los genes de los insectos y hongos que cultivan, está escrita la historia de las hormigas agricultoras. ©STRI

Estos insectos trabajan en simbiosis (asociación íntima de organismos de diferentes especies para beneficiarse mutuamente en su desarrollo vital) siendo los herbívoros dominantes en los bosques neo-tropicales (área que va desde México hasta Brasil).

Por el contrario, los humanos iniciaron la agricultura de subsistencia hace unos 10,000 años, progresando a la agricultura industrializada sólo en el siglo pasado. Dicho en términos humanos, comentó Boomsma, el éxito de las hormigas cortadoras de hojas sería similar a que encontráramos la manera de cultivar a escala industrial un súper-alimento único, de uso múltiple, resistente a enfermedades, a plagas y a la sequía, “durante la antigua civilización griega.”

Gran parte de la investigación sobre las hormigas cultivadoras de hongos proviene de los científicos que han trabajado en Panamá a través del Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales, durante los últimos 25 años.

*Con fotografías e información de Instituto Smithsonian (STRI)