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Última actualizaciónMar, 27 Sep 2022 11am

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Un pulgón que colabora y, también, ataca a las hormigas

Expertos en ecología química del Instituto de Química Avanzada de Cataluña han participado en un estudio  que descubre el primer caso conocido de mimesis agresiva de un pulgón hacia hormigas. Han descubierto que el pulgón mimetiza el olor de las larvas de hormigas para conseguir ser transportado al hormiguero, donde se alimenta de las larvas.  


Imágenes 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 es un pulgón que, como la mayoría de áfidos, mantiene una relación mutualista con las hormigas, en la que ambos obtienen algún grado de beneficio: las hormigas se alimentan de la especie de melaza excretada por los pulgones y estos, a su vez, se benefician de la protección y los servicios de limpieza de las hormigas.

 

Pero ahora se acaba de descubrir que este pulgón tiene, además, otra forma diferente de relacionarse con las hormigas: el mimetismo agresivo. Una de las formas del pulgón es capaz de mimetizar las moléculas de hidrocarburos que tienen las larvas de las hormigas, de forma que las segundas las confunden, por el olor, con sus propias crías y se las llevan al interior del hormiguero, donde las cuidan como si fueran sus propias larvas. El pulgón infiltrado perfora las larvas de las hormigas y se alimenta de sus fluidos internos.

Se trata del primer caso de mimetismo agresivo combinado con relación mutualista descrito en pulgones, y lo ha descubierto una investigación con participación del Instituto de Química Avanzada de Cataluña (IQAC) del CSIC. El trabajo, publicado en la revista PNAS, ha sido liderado por el Instituto Cavanilles de Biodiversidad y Biología Evolutiva de la Universidad de Valencia.

La forma plana de este pulgón mimetiza las moléculas de hidrocarburos que tienen las larvas de hormigas, de forma que las segundas las confunden, por el olor, con sus crías, y las llevan al nido

El pulgón P. cimiformis es un caso de polifenismo: cuando se reproduce, tiene descendientes con diferente fenotipo y, por tanto, diferente aspecto. Su ciclo de vida es bianual y muy complejo. Entre los descendientes se dan varias formas diferentes de pulgones. Hacia el final de verano, algunos de los pulgones se instalan en las raíces de gramíneas, donde a su vez se reproducen. Tienen como descendencia dos formas de pulgón: uno de forma  redondeada, que establece una relación mutualista con la hormiga, y otro de forma aplanada, que es el que tiene una relación de mimesis agresiva, tal como acaban de descubrir en este estudio.

12 colonias de hormigas y pulgones analizadas

En el trabajo, los científicos han estudiado el comportamiento  de 12 colonias de hormigas, con centenares de individuos cada una, y su relación con los pulgones. En ningún caso se observó que pulgones de forma redondeada, que son los que mantienen una relación de mutualismo con hormigas, fueran transportados por las hormigas hasta las cámaras “guardería”. Por el contrario, los pulgones de forma aplanada, que son los que presentan un comportamiento agresivo hacia las larvas, eran siempre introducidos en el interior del hormiguero y la mayoría de ellos también en el interior de la cámara de cría.

Para determinar si era el “olor” lo que diferenciaba este tipo de comportamiento por parte de las hormigas, se analizaron y compararon los extractos cuticulares de ambas formas (aplanada y redondeada) y de larvas de hormiga. Lo hizo la investigadora Carmen Quero, en el Instituto de Química Avanzada de Cataluña (IQAC) del CSIC, junto a Benjamin Fürstenau, ahora en Berlín y que  entonces estaba también en el mismo IQAC, en el grupo de Ecología Química, grupo pionero en la investigación con feromonas de insectos y métodos no contaminantes de control de plagas. 

Mediante análisis con cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas, los investigadores observaron que la mayoría de compuestos identificados estaban presentes en los tres extractos (de larvas de hormiga y de las dos formas de pulgón, aplanada y redondeada) si bien se diferenciaban entre ellos en abundancia. Sin embargo, tres de los compuestos se hallaban exclusivamente en la forma aplanada del pulgón y en las larvas de hormiga.

Análisis complementarios, realizados con electroantenograma (una técnica específica para el estudio de moléculas odoríferas en insectos) acoplada a cromatografía de gases, dieron resultados similares. De los 31 compuestos identificados, seis de ellos eran activos mediante electroantenograma en antenas de hormigas adultas, de los cuales, nuevamente tres eran exclusivos de larvas y de pulgón de forma  aplanada, mientras que los otros tres estaban presentes en los tres extractos.

Falsos pulgones impregnados con los extractos

Los científicos aplicaron extractos obtenidos a partir de pulgones de forma aplanada a falsos pulgones (‘dummies’) que fueron expuestos a las hormigas. Por otro lado, aplicaron a otros ‘dummies’ extractos de larva de hormiga. En ambos casos, la mayoría de las veces las hormigas se llevaron al nido los ‘dummies’, tanto los que estaban impregnados con extractos cuticulares de pulgón de forma aplanada como los impregnados con extracto de  larva de hormiga. En cambio, no se llevaron al nido los que tenían extracto de pulgón de forma redondeada. Los  resultados demuestran que las hormigas son capaces de diferenciar perfectamente entre los diferentes perfiles cuticulares y que los pulgones de forma aplanada utilizan el mimetismo cuticular para infiltrarse en la cámara de cría de las hormigas.

Este trabajo añade una nueva dimensión a la clásica relación hormiga-pulgón mostrando un sistema complejo que plantea nuevas cuestiones a nivel evolutivo en la transición entre cooperación y explotación  La coexistencia de dos estrategias evolutivas tan dispares en una misma especie -de colaboración por un lado y de agresión por el otro-  es algo inusual que plantea nuevas incógnitas.

En la web de la revista se puede ver parte del material (video) grabado por los científicos.

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