Un pugó que col·labora i, també, ataca les formigues

Experts en ecologia química de l'Institut de Química Avançada de Catalunya del CSIC han participat en un estudi que descobreix el primer cas conegut de mimesi agressiva d'un pugó cap formigues. En el treball han descobert que el pugó mimetitza l'olor de les larves de formigues per aconseguir ser transportat al formiguer, on s'alimenta de les larves.

 

mágenes de la investigación en las que se muestra la interacción entre los áfidos y las hormigas. De izquierda a derecha y de arriba a abajo: las hormigas se aproximan al pulgón de forma plana; imagen del nido, con los pulgones ya en el interior; un pulgón perfora una larva para alimentarse de ella; larva después del ataque. Paracletus cimiformis és un pugó que, com la majoria d’àfids, manté una relació mutualista amb les formigues, amb la qual tots dos obtenen algun grau de benefici: les formigues s'alimenten de l'espècie de melassa excretada pels pugons i aquests, al seu torn, es beneficien de la protecció i els serveis de neteja de les formigues.

Ara, però, s'acaba de descobrir que aquest pugó té, a més, una altra manera diferent de relacionar-se amb les formigues: el mimetisme agressiu. Una de les formes del pugó és capaç de mimetitzar les molècules d'hidrocarburs que tenen les larves de les formigues, de manera que les segones les confonen, per l'olor, amb les seves pròpies cries i se les emporten a l'interior del formiguer, on les cuiden com si fossin les seves pròpies larves. El pugó infiltrat perfora les larves de les formigues i s'alimenta dels seus fluids interns.

Es tracta del primer cas de mimetisme agressiu combinat amb relació mutualista descoberta en pugons, i ho ha descobert una investigació amb participació de l'Institut de Química Avançada de Catalunya (IQAC) del CSIC. El treball, publicat a PNAS, ha estat liderat per l'Institut Cavanilles de Biodiversitat i Biologia Evolutiva de la Universitat de València.

La forma plana d'aquest pugó mimetitza les molècules d'olor de les larves de formigues, de manera que les segones les confonen amb les pròpies cries i se les emporten al niu

El pugó P. cimiformis és un cas de polifenisme: quan es reprodueix, té descendents amb diferent fenotip i, per tant, diferent aspecte. El seu cicle de vida és bianual i molt complex. Entre els descendents es donen diverses formes diferents de pugons. Cap al final d'estiu, alguns dels pugons s'instal•len en les arrels de gramínies, on al seu torn es reprodueixen. Tenen com descendència dues formes de pugó: un de forma arrodonida, que estableix una relació mutualista amb la formiga, i un altre de forma aplanada, que és el que té una relació de mimesi agressiva, tal com acaben de descobrir en aquest estudi.

12 colònies de formigues i pugons analitzades

A la feina, els científics han estudiat el comportament de 12 colònies de formigues, amb centenars d'individus cadascuna, i la seva relació amb els pugons. En cap cas es va observar que pugons de forma arrodonida, que són els que mantenen una relació de mutualisme amb formigues, fossin transportats per les formigues fins a les càmeres “guarderia". Per contra, els pugons de forma aplanada, que són els que presenten un comportament agressiu cap a les larves, eren sempre introduïts a l'interior del formiguer i la majoria d'ells també a l'interior de la cambra de cria.

Per determinar si era el "olor" el que diferenciava aquest tipus de comportament per part de les formigues, es van analitzar i comparar els extractes cuticulars de les dues formes (aplanada i arrodonida) i de larves de formiga. Ho va fer la investigadora Carmen Quero, a l'Institut de Química Avançada de Catalunya (IQAC) del CSIC, al costat de Benjamin Fürstenau, ara a Berlín i que llavors estava també en el mateix IQAC, en el grup d'Ecologia Química, grup pioner en la investigació amb feromones d'insectes i de mètodes no contaminants per al control de plagues.

Mitjançant anàlisi amb cromatografia de gasos acoblada a espectrometria de masses, els investigadors van observar que la majoria de compostos identificats eren presents en els tres extractes (de larves de formiga i de les dues formes de pugó, aplanada i arrodonida) si bé es diferenciaven entre ells en abundància. No obstant això, tres dels compostos es trobaven exclusivament en la forma aplanada del pugó i en les larves de formiga.

Anàlisis complementàries, realitzades amb electroantenograma (una tècnica específica per a l'estudi de molècules odoríferes en insectes) acoblada a cromatografia de gasos, van donar resultats similars. Dels 31 compostos identificats, sis d'ells eren actius mitjançant electroantenograma en antenes de formigues adultes, dels quals, novament tres eren exclusius de larves i de pugó de forma aplanada, mentre que els altres tres estaven presents en els tres extractes.

Falsos pugons impregnats amb els extractes

Els científics van aplicar extractes obtinguts a partir de pugons de forma aplanada a falsos pugons ('dummies') que van ser exposats a les formigues. D'altra banda, van aplicar a altres 'dummies' extractes de larva de formiga. En tots dos casos, la majoria de les vegades les formigues es van portar al niu dels 'dummies', tant els que estaven impregnats amb extractes cuticulars de pugó de forma aplanada com els impregnats amb extracte de larva de formiga. En canvi, no es van portar al niu els que tenien extracte de pugó de forma arrodonida.

Els resultats demostren que les formigues són capaces de diferenciar perfectament entre els diferents perfils cuticulars i que els pugons de forma aplanada utilitzen el mimetisme cuticular per infiltrar-se en la càmera de cria de les formigues.

Aquest treball afegeix una nova dimensió a la clàssica relació formiga-pugó mostrant un sistema complex que planteja noves qüestions a nivell evolutiu en la transició entre cooperació i explotació La coexistència de dues estratègies evolutives tan dispars en una mateixa espècie -de col•laboració per una banda i d'agressió per l'altre- és inusual i planteja noves incògnites.

A la web de la revista es pot veure part del material (video) enregistrat pel científics.

Adrián Salazar, Benjamin Fürstenau, Carmen Quero, Nicolás Pérez-Hidalgo, Pau Carazo, Enrique Font, David Martínez-Torres. Aggressive mimicry coexists with mutualism in an aphid. Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). DOI: 10.1073/pnas.1414061112


FaLang translation system by Faboba