Las hormigas pueden adaptar su
perfil
químico durante cortos períodos evolutivos, dicen los biólogos
Los cuerpos de hormigas y otros insectos están cubiertos con una delgada capa de cera que los protege de la desecación y les permite intercambiar información en insectos sociales, por ejemplo, para diferenciar entre enemigos y compañeros de nido. Su doble función hace que esta capa no sólo sea esencial para sobrevivir, sino también única en la medida en que puede servir como una característica inequívoca para la identificación de una especie de insecto, similar a una huella dactilar. La capa permite diferenciar incluso entre especies estrechamente relacionadas. Esto se debe a su composición de hidrocarburos cuticulares que forman un perfil químico específico. Los biólogos de la Universidad Johannes Gutenberg de Maguncia (JGU) en Alemania han establecido recientemente que las hormigas pueden adaptar rápidamente su perfil de hidrocarburos durante el curso de la evolución y adaptarse rápidamente a las presiones de selección externas.
Los hidrocarburos cuticulares (CHCs) de un solo insecto pueden consistir en más de 100 sustancias diferentes y difieren fuertemente entre las especies de insectos. Se encuentran en la cutícula de prácticamente todos los insectos y previenen la pérdida de agua, permitiéndoles así sobrevivir en ambientes áridos. Los CHC son también el principal canal de comunicación para los insectos sociales, ya que proporcionan información sobre el origen de la colonia de su portador, sobre su casta y tareas dentro de la colonia y, en el caso de las reinas, sobre su estado reproductivo. Por lo tanto, son insustituibles para asegurar el funcionamiento de una colonia de insectos. Muchos insectos solitarios también los utilizan como feromonas sexuales.
"Todavía encontramos la evolución de rasgos tan complejos con múltiples funciones muy desconcertante", explicó el biólogo evolutivo Dr. Florian Menzel. Está especialmente interesado en si los perfiles de CHC se mantienen relativamente estables durante el curso de la evolución, similares a los rasgos morfológicos como el tamaño o la forma del cuerpo, o si pueden cambiar más rápidamente y con mayor flexibilidad que otros rasgos durante la evolución.
Especies de hormigas relacionadas con diferentes perfiles CHC
Menzel y sus colaboradores de la Smithsonian Institution en Washington, DC y la Universidad de Würzburg, Alemania, realizaron investigaciones sobre las hormigas del género Crematogaster, uno de los géneros de hormigas más ricos en especies con alrededor de 1.000 especies en todo el mundo. Estas hormigas acróbatas pueden levantar su abdomen sobre su cabeza para liberar veneno o repeler sustancias en el ambiente y el aire circundante. Los investigadores seleccionaron 43 especies de hormigas del género Crematogaster de los cinco continentes y las examinaron sobre su relación y sus perfiles químicos. "Queríamos saber si las especies que están adyacentes entre sí en el árbol filogenético tienen perfiles de hidrocarburos similares", dijo Menzel.
De hecho, el biólogo evolutivo no encontró tal correspondencia. Las especies relacionadas pueden tener perfiles CHC significativamente diferentes. Estos perfiles pueden cambiar más rápidamente que las características morfológicas o patrones de comportamiento durante el curso de la evolución. "Las hormigas tienen obviamente un arsenal genético grande a su disposición, que pueden adaptarse con gran velocidad para cambiar su perfil de CHC," Menzel explicó. Sospecha que esto permite a las hormigas adaptar sus señales químicas en períodos evolutivos cortos si es necesario, por ejemplo, debido a cambios en las condiciones ambientales.
La precipitación influye en la huella digital química
En otro estudio cooperativo que incluyó 38 especies de Camponotus y 42 especies de Crematogaster de diferentes zonas climáticas que van de templadas a tropicales, los biólogos alemanes y estadounidenses demostraron que el clima también ejerce presiones de selección sobre la huella química. Su estudio reveló una clara correlación entre la composición de CHC y la precipitación: las especies de hormigas de regiones húmedas como las selvas montanas de Malasia o Uganda tienen más alcenos y menos dimetilalcanos en su perfil de CHC que las hormigas de regiones áridas como el Mediterráneo. "Creemos que esto se debe a las diferentes capacidades de cada compuesto para proteger contra la desecación", explicó Menzel. Sorprendentemente, la temperatura del hábitat no tiene influencia sobre la composición de CHC. Sin embargo, otro resultado muestra que las llamadas hormigas parabióticas, que simbióticamente viven en un nido junto con otras especies de hormigas, tienen aún diferentes perfiles de CHC. Se diferencian significativamente de las hormigas que no viven en una simbiosis de este tipo, lo que sugiere que sus perfiles CHC particular representan una adaptación para reducir la agresión entre las dos especies co-habiting.
Los biólogos evolucionistas de Mainz colaborarán con colegas de la Senckenberg Gesellschaft de Frankfurt, Alemania y la Universidad de Würzburg, para descubrir cómo las hormigas pueden adaptar sus perfiles de CHC tan rápidamente. Su investigación se centrará en las especies parabióticas Crematogaster levior y Camponotus femoratus, que conviven en los llamados huertos de hormigas en la selva tropical de Sudamérica y muestran una enorme diversidad química. Las dos especies que viven lado a lado en estos inusuales nidos mixtos forrajen juntos ya veces incluso se alimentan entre sí. Su relación simbiótica, la simbiosis con las especies de plantas de los huertos de hormigas y las razones de la variedad de sus perfiles CHC aún no se han estudiado.
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Los cuerpos de hormigas y otros insectos están cubiertos con una delgada capa de cera que los protege de la desecación y les permite intercambiar información en insectos sociales, por ejemplo, para diferenciar entre enemigos y compañeros de nido. Su doble función hace que esta capa no sólo sea esencial para sobrevivir, sino también única en la medida en que puede servir como una característica inequívoca para la identificación de una especie de insecto, similar a una huella dactilar. La capa permite diferenciar incluso entre especies estrechamente relacionadas. Esto se debe a su composición de hidrocarburos cuticulares que forman un perfil químico específico. Los biólogos de la Universidad Johannes Gutenberg de Maguncia (JGU) en Alemania han establecido recientemente que las hormigas pueden adaptar rápidamente su perfil de hidrocarburos durante el curso de la evolución y adaptarse rápidamente a las presiones de selección externas.
Los hidrocarburos cuticulares (CHCs) de un solo insecto pueden consistir en más de 100 sustancias diferentes y difieren fuertemente entre las especies de insectos. Se encuentran en la cutícula de prácticamente todos los insectos y previenen la pérdida de agua, permitiéndoles así sobrevivir en ambientes áridos. Los CHC son también el principal canal de comunicación para los insectos sociales, ya que proporcionan información sobre el origen de la colonia de su portador, sobre su casta y tareas dentro de la colonia y, en el caso de las reinas, sobre su estado reproductivo. Por lo tanto, son insustituibles para asegurar el funcionamiento de una colonia de insectos. Muchos insectos solitarios también los utilizan como feromonas sexuales.
"Todavía encontramos la evolución de rasgos tan complejos con múltiples funciones muy desconcertante", explicó el biólogo evolutivo Dr. Florian Menzel. Está especialmente interesado en si los perfiles de CHC se mantienen relativamente estables durante el curso de la evolución, similares a los rasgos morfológicos como el tamaño o la forma del cuerpo, o si pueden cambiar más rápidamente y con mayor flexibilidad que otros rasgos durante la evolución.
Especies de hormigas relacionadas con diferentes perfiles CHC
Menzel y sus colaboradores de la Smithsonian Institution en Washington, DC y la Universidad de Würzburg, Alemania, realizaron investigaciones sobre las hormigas del género Crematogaster, uno de los géneros de hormigas más ricos en especies con alrededor de 1.000 especies en todo el mundo. Estas hormigas acróbatas pueden levantar su abdomen sobre su cabeza para liberar veneno o repeler sustancias en el ambiente y el aire circundante. Los investigadores seleccionaron 43 especies de hormigas del género Crematogaster de los cinco continentes y las examinaron sobre su relación y sus perfiles químicos. "Queríamos saber si las especies que están adyacentes entre sí en el árbol filogenético tienen perfiles de hidrocarburos similares", dijo Menzel.
De hecho, el biólogo evolutivo no encontró tal correspondencia. Las especies relacionadas pueden tener perfiles CHC significativamente diferentes. Estos perfiles pueden cambiar más rápidamente que las características morfológicas o patrones de comportamiento durante el curso de la evolución. "Las hormigas tienen obviamente un arsenal genético grande a su disposición, que pueden adaptarse con gran velocidad para cambiar su perfil de CHC," Menzel explicó. Sospecha que esto permite a las hormigas adaptar sus señales químicas en períodos evolutivos cortos si es necesario, por ejemplo, debido a cambios en las condiciones ambientales.
La precipitación influye en la huella digital química
En otro estudio cooperativo que incluyó 38 especies de Camponotus y 42 especies de Crematogaster de diferentes zonas climáticas que van de templadas a tropicales, los biólogos alemanes y estadounidenses demostraron que el clima también ejerce presiones de selección sobre la huella química. Su estudio reveló una clara correlación entre la composición de CHC y la precipitación: las especies de hormigas de regiones húmedas como las selvas montanas de Malasia o Uganda tienen más alcenos y menos dimetilalcanos en su perfil de CHC que las hormigas de regiones áridas como el Mediterráneo. "Creemos que esto se debe a las diferentes capacidades de cada compuesto para proteger contra la desecación", explicó Menzel. Sorprendentemente, la temperatura del hábitat no tiene influencia sobre la composición de CHC. Sin embargo, otro resultado muestra que las llamadas hormigas parabióticas, que simbióticamente viven en un nido junto con otras especies de hormigas, tienen aún diferentes perfiles de CHC. Se diferencian significativamente de las hormigas que no viven en una simbiosis de este tipo, lo que sugiere que sus perfiles CHC particular representan una adaptación para reducir la agresión entre las dos especies co-habiting.
Los biólogos evolucionistas de Mainz colaborarán con colegas de la Senckenberg Gesellschaft de Frankfurt, Alemania y la Universidad de Würzburg, para descubrir cómo las hormigas pueden adaptar sus perfiles de CHC tan rápidamente. Su investigación se centrará en las especies parabióticas Crematogaster levior y Camponotus femoratus, que conviven en los llamados huertos de hormigas en la selva tropical de Sudamérica y muestran una enorme diversidad química. Las dos especies que viven lado a lado en estos inusuales nidos mixtos forrajen juntos ya veces incluso se alimentan entre sí. Su relación simbiótica, la simbiosis con las especies de plantas de los huertos de hormigas y las razones de la variedad de sus perfiles CHC aún no se han estudiado.
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