Hormigas, una lucha entre castas.

Siempre me han fascinado estos pequeños himenópteros. Recuerdo, ya desde pequeño, a mis amigos practicando el deporte al que todos los niños juegan mientras yo me quedaba observando los andares de las hormigas. Es por eso quizás que he decidido dedicar mi primera aportación al blog para hablaros de la estructura social de las hormigas y, de esta forma, quizás  entender un poco mejor como viven estos pequeños insectos.

Para entender todo el entramado posteriormente expuesto conviene conocer pequeños conceptos  referentes a la reproducción. La mayoría de los animales son organismos diploides. Es decir cuentan con un doble juego de cada cromosoma en cada célula. Y, aunque el proceso es realmente más complejo, se podría simplificar el proceso genético asumiendo que cada progenitor aporta la mitad de la dotación genética a su descendiente.

Pero ahí están las excepciones, haciendo la vida más interesante y compleja. Y es que,  en las hormigas existen algunas diferencias importantes respecto a la sexualidad que quizás expliquen gran parte del comportamiento o estructura social de estas.  Nos encontramos ante una especie con un dimorfismo sexual poco habitual: se trata de organismos con un diferente número de juego de cromosomas. Los machos son haploides (un juego de cromosomas) mientras que las hembras son diploides (dos juegos).

Una hembra reina efectúa el vuelo de apareamiento en el que guardará todo el esperma necesario para el resto de su vida. La función del macho (que nacerá de aquellos huevos no fertilizados) será, simplemente, la de proporcionar el esperma. Si entramos en la sección femenina, se ha visto que la determinación de las castas puede estar influida por varios aspectos. En algunas especies el nacimiento de reinas o machos depende de la época del año o de algunos factores ambientales. También podríamos incluir aquí la hormonación que las reinas dan a los huevos, inhibiendo una nueva formación de reinas. Y, sin olvidarnos de las obreras, que tienen una gran relevancia en controlar muchos de estos factores que van a afectan a los huevos y  las larvas. Sí, todos los efectos ambientales pueden tener su origen en un efecto genético ya que los genes expresados en las cuidadoras de la descendencia o en las mismas reinas influirían en las condiciones ambientales, hormonales o microclimáticas

Resumiendo, la pirámide social está formada por:

–        Una reina que va a producir una gran cantidad de huevos en toda su vida llegando a vivir, según la especie,  hasta 15 años.

–        El macho “n” que producirá todos los espermatozoides iguales, ya que estos tendrán solo una copia de sus genes

–        Las obreras, que van a recibir una copia de la madre y toda la información cromosómica del padre. Existen diferentes subcastas de obrearas según la especie, como por ejemplo, las hormigas soldado (encargadas de la defensa de la colonia) o las pequeñas hormigas cortadoras de hojas de la especie atta cephalottes (figura 1) . Curiosamente, esta especie cuenta con una casta de jardineras. Cuando son jóvenes, las jardineras se dedican al cultivo de hongos, pero más tarde se colocan encima de las hojas que llevan las transportadoras, con la función de defenderlas de las moscas parásitas. Este ejemplo de alta especificación en las castas muestra, seguramente, un complejo nivel evolutivo.

Fig.1.: Se pueden observar fácilmente las grandes diferencias morfológicas entre las diferentes castas de Atta cephalotes : desde arriba , 6 ejemplares de reinas ; debajo de estas, 7 ejemplos de obreras. (Imagen extraída de: wikimedia)

Y es a partir de aquí, cuando las cosas empiezan a ponerse interesantes Una obrera, será, entonces, ¾ igual a su hermana. Ya que recibe la ½ de su dotación genética de su padre (que es común para todas) y la otra mitad de su madre (que es diploide). Es importante entender dichas proporciones como probabilidades de hallar en otro individuo un gen en concreto, por lo tanto, cuando más alta es esta probabilidad se supone una mayor fiabilidad a la hora de transmitir los genes, se entiende que podrán existir más similitudes a nivel genético.

En cambio, imaginemos ahora que una obrera tuviera hijas.  La obrera compartiría con su prole la mitad de información cromosómica, ya que le estaría “dejando” a su hija la mitad que le corresponde, mientras el padre le daría la otra mitad. Esto implica que para una obrera, será más parecida genéticamente a ella otra obrera que no su supuesta descendencia. De no producirse esta paradoja, quizás se esperaría que fuera más recomendable para la obrera “buscarse” la vida y tener descendencia. Pero no sucede quizás porque lo que le conviene a una obrera es tener más hermanas. Por lo tanto, se interpretará en una mayor eficacia a la hora de transmitir los genes,  es decir, que se seleccionaran los genes que impulsen a la obrera a ayudar a la reina en su tarea

Quizás hacer dicho hincapié en la selección de los genes, en vez de la selección del individuo sea novedoso para algunos que no estén emparentados con la ecología evolutiva, pero recomiendo encarecidamente leer “el gen egoísta” de Richard Dawkins. De todas formas, si pudiese resumir la teoría evolutiva expuesta daría a entender como foco de la selección natural el gen, contrario al individuo al que siempre se ha considerado la especie como base de la selección natural. Richard entiende que lo que importa es que se trasmitan tus genes y que los cuerpos de los seres vivos son estos vehículos para los genes.  Es así como se puede entender el comportamiento de las obreras. Preferirán (por favor, entiéndase este término como una idea para transmitir el efecto de la selección y no como un una voluntad directa del animal) tener hermanas que hijas, ya que de esta forma su información genética será mejor transmitida a las posteriores generaciones. Por lo tanto se seleccionaran los genes que hagan de las obreras unos insectos fieles y entregados, con una causa firme. Si las obreras son estériles, también se entiende que su vida pueda ser prescindible. Es preferible morir y permitir a la reina y las cuidadoras continuar con su labor de crianza.

Siguiendo dicho razonamiento se ha planteado una duda, a mi parecer, muy interesante. Se trata sobre quien ejerce efecto sobre quién. Si bien la casta a la que pertenecerán los huevos de las hormigas depende de su alimentación, podemos entender que si la voluntad de las obreras es que la reina tengas más hijos, quizás sean estas quienes estén esclavizando a la reina en contra de lo que daría a entender los términos con los que se define cada casta.

Vamos a hipotetizar los siguientes intereses:

–        Si soy reina, me interesara repartir mis esfuerzos y energía de forma equilibrada a mis hijos e hijas reproductores (no se cuentan aquí a las obreras y castas afines). Así que la proporción optima para sus descendientes seria 1:1

–        Si soy obrera, me va a interesar más que mi madre me dé hermanas y hermanos reproductores en una proporción de 3:1.  Eso es a causa de que las hijas reproductoras de mi madre van a guardar ¾ de parecido conmigo. En cambio, las posibilidades de que un hermano contenga mis genes es solo de ¼ .

¿Cómo cuantificar dicha inversión? Si tenemos en cuenta que el tamaño de los dos sexos puede variar en gran circunstancia, parece entendible comparar la proporción en términos de inversión energética y no de individuos. Parece ser que después de varios estudios realizados en 20 especies de hormigas, la proporción resultante era parecida a 3:1 respecto a las hembras/machos. Es decir, que las obreras son realmente quienes esclavizan a la reina. Quizás esto tenga un lógico sentido ya que, como se ha comentado anteriormente, las obreras tienen un acceso y un control importantes a varios parámetros y parece lógico que sus genes puedan tener un efecto mayor que el que pueda ejercer una reina.

Curiosamente, si salimos del mundo de los insectos, hallamos dos especies  de mamíferos eusociales. Dichas especies cuentan con una casta dedicada exclusivamente a la reproducción, mientras los otros individuos son estériles.

Una de las nombradas especies es Heterocephalus glaber (figura 2). Se trata de la rata topo lampiña. Unos roedores histricomorphos de la familia bathyergidae que viven un entramado de túneles subterráneos. En algunos de esos túneles, se hallan zonas comunes dedicadas a las excreciones. Es allí donde el efecto de la orina de la reina tiene un efecto inhibidor en la sexualidad de las otras hembras y la mayoría de los machos. Cuando la reina muere, se producen luchas entre las hembras restantes para sucederla. Entre uno y tres machos llegan a aparearse con la reina, que puede dar a luz hasta 12 crías en una camada. El resto  de animales (pueden llegar a ser 300) realizan tareas tales como la búsqueda de alimentos, la excavación de los túneles, o su defensa ante cualquier depredador.

Ahora ya sabéis, ante las tan “simples” hormiguitas, se esconde un proceso evolutivo complejo, que quizás llegue a esconder incluso una batalla interna entre castas: no todas tienen los mismos intereses, a la hora de transmitir su información genética. Y parece ser, que éste objetivo ha influido en la vida y en su curiosa forma de actuar, desde que se originó por primera vez, quien sabe cómo y dónde.

Referencias:

– DAWKINS. 1976. El gen egoísta

-ANDERSON, TIMOTHY AND SMITH. 2008. The causes and consequences of genetic caste  determination in ants (Hymenoptera:Formicidae)

– wikipedia.org

Anuncios

1 Comment

¿Tienes algo que decir? Deja un comentario

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s