Las hormigas granjeras

Las hormigas cortadoras de hojas no harán con ellas un gran festín, solo están recolectando suministros para sus cultivos. Son parte de un grupo de hormigas granjeras muy productivas que están dedicadas a la “agricultura”, particularmente, al cultivo de hongos.

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Si alguna vez tuviste un jardín o cultivaste alguna especie vegetal, quizás has entablado un ‘combate’ -muchas veces fútil- con las hormigas cortadoras o podadoras, esas que dejan las plantas sin apenas una hoja en cuestión de horas. Dejan las plantas cual “palito”, con sus tallos “desnudos”. Ahora bien, las hormigas no harán con las hojas que cortan un gran festín, sino que solo están recolectando suministros para sus cultivos. Sí, son grandes trabajadoras agrícolas: ¡cultivan hongos!

Son grandes sociedades organizadas

Actualmente puede que haya unos 7.900 millones de seres humanos en la Tierra, pero se estima que la población mundial de hormigas es de 1.000 billones de individuos y existen aproximadamente unas 10.000 especies diferentes distribuidas a lo largo de todo el globo. Junto a los seres humanos, las hormigas forman las sociedades animales más complejas en el planeta. Son uno de los insectos con mayor organización social pertenecientes al orden de los himenópteros, al igual que las abejas y avispas. Viven en colonias que contienen millones de individuos, pero los compañeros de colonia cooperan tan a fondo en tareas como la recolección de comida, la defensa de la colonia o el cuidado de los jóvenes, que cada hormiga parece una célula de un organismo multicelular en vez de un individuo.

Como gran parte de las distintas especies de hormigas, en el hormiguero de las cortadoras, cada uno de los habitantes cumple una función y la división del trabajo se realiza desde el nacimiento mediante un sistema de ‘castas’. Presentan una organización social matriarcal: reina, soldados, exploradoras, cortadoras, cargadoras y jardineras. Los zánganos, los únicos machos, se ‘producen’ durante las épocas previas al vuelo nupcial. Además, existe una superposición de varias generaciones de individuos y colaboración en el cuidado de la descendencia. La cabeza de la familia es la reina, la única que se reproduce y de la cual todos descienden.

Grandes agricultoras

Las hormigas muestran gran diversidad en lo que respecta a las maneras de alimentarse. La mayoría de las especies son depredadores generalistas (se pueden alimentar de gran variedad de presas), también hay carroñeros y herbívoros. Sin embargo, algunas especies han desarrollado formas especializadas de nutrición. Dentro de este grupo se encuentran las hormigas cortadoras de hojas que se alimentan exclusivamente de un hongo que cultivan sobre hojas que cortan y recogen continuamente y llevan a la colonia situada dentro del hormiguero. Para ello, utilizan trozos de partes vegetales frescas: limbo foliar, peciolos, flores y epicarpio (Capa externa o “piel” de los frutos)

Las hormigas adultas demandan una nutrición diferente a las larvas; las primeras requieren básicamente carbohidratos ricos en energía, mientras que las larvas requieren dietas con alto contenido proteico. Para el caso de las larvas, la alimentación en un 100%, y en menor proporción de la reina, está basada en el hongo que ellas cultivan. En cambio, la casta obrera se alimenta en un 90 -95% de la savia que fluye al cortar, triturar y lamer los fragmentos vegetales y solo en un 5% directamente del hongo.

Las hormigas cortadoras pertenecen a los géneros más comunes de hormigas en los trópicos: Atta y Acromyrmex que se distribuyen por todo el Centro y Sudamérica, y en el sur de los Estados Unidos. Se caracterizan por elaborar nidos subterráneos enormes mediante la formación de complejas cámaras interconectadas. Contienen cámaras destinadas como basurero, cámaras para el desarrollo y cuidado de la cría (huevos, larvas, pupas) y cámaras para el cultivo del hongo.

Estructuras de los nidos. Las figuras A y B muestran la estructura moldeada en cemento de un mismo nido de Atta laevigata desde dos vistas diferentes. El cemento se emplea para permitir una mejor visualización de las cámaras y canales. Esto se logra al verter una mezcla de cemento y agua en un orificio de entrada del nido y, días después, una vez que el cemento está seco, se excava la zona. (Adaptado de Tomado de Moreira et al., 2004).

Una tribu de granjeras

Las cortadoras de hojas no son las únicas que cultivan un hongo como fuente de alimento. Los géneros mencionados, Atta y Acromyrmex, forman parte de la tribu de hormigas conocida como Attini, que comprende otros géneros y más de 250 especies. Se denominan así porque comparten evolutivamente un ancestro común. Las attinas desempeñan una función ecológica fundamental porque ciertas especies consumen enormes cantidades de biomasa vegetal para cultivar el hongo del que se alimentan, que vería dependiendo de la especie de hormiga.

Acromyrmex sp. Créditos foto: Andreas Kay / Flickr

Todos los miembros de la tribu cultivan hongos como fuente de alimento Para ello recolectan distintos materiales como hojas, restos vegetales y orgánicos, e incluso y heces de insectos; Así, sobre este sustrato cultivan el hongo que será su alimento. Éste crece degradando y metabolizando los diferentes materiales vegetales, originando unas hifas ensanchadas denominadas gongilidios. Para poder alimentarse, las larvas de las hormigas tienen en su saliva quitinasas: enzimas que son capaces de degradar los gongilidios. 

Estas hormigas “cultivadoras” descubrieron la “agricultura” mucho antes que los seres humanos, por lo menos hace sesenta millones de años. Comparten el hábito de cultivar y alimentarse de hongos con las termitas africanas de la familia Macrotermitinae y con ciertos insectos coleópteros perforadores de madera de la familia Scolytinae.

Hongo aislado de nidos de Acromyrmex lobicornis de San Luis, Argentina.  A: Aspecto general de las colonias del hongo en cultivo, la flecha indica la zona de estáfilos (agrupaciones de gongilidios) (e). B: Gongilidios (g). Adaptado de Bol. Soc. Argent. Bot. 48 (1) 2013.

Una relación mutuamente benéfica

Las hormigas attinas han establecido una asociación simbiótica de tipo mutualista con los hongos, es decir, que ambos se benefician de la relación. Las hormigas los han domesticado y los cultivan como alimento para sus crías; los hongos se benefician porque son propagados vegetativamente y cultivados por ellas. En el transcurso de la ‘domesticación’, el hongo cultivado sufrió dos cambios drásticos: la pérdida de la capacidad para sobrevivir en ausencia de las hormigas – y viceversa-, y la pérdida de reproducción sexual.

Cultivan un solo tipo de hongo por nido; practican el “monocultivo”. Las especies de hongos cultivados son de los géneros Leucoagaricus o Leucocoprinus de la familia Agaricaceae y son del tipo basidiomicetos.  Los monocultivos implican riesgos porque son altamente vulnerables a los patógenos que pueden destruir una cosecha entera. Por ello, las hormigas desarrollaron un riguroso sistema “sanitario” para combatir y prevenir los patógenos que puedan afectan al hongo cultivado. 

¿Cómo lo cultivan?

La formación del jardín fungoso comienza con limpiar el piso de la cámara donde se va a establecer el mismo y la ejecución sistemática de una serie de acciones de comportamiento relacionadas con el mantenimiento de éste. Para el caso de las hormigas cortadoras, primero llevan pedazos de hojas al nido. Luego, examinan, lamen y limpian los fragmentos de hoja al agregar sustancias antibióticas. Más tarde, cortan las hojas en pedazos pequeños, y preparan una pulpa o papilla con ella. Luego colocan la pulpa o papilla sobre el jardín fungoso, y “podan” un jardín fungoso preexistente, cortando un pequeño trozo “propágulo”. Finalmente, siembran el hongo en la pulpa de la hoja.

La higiene es fundamental

Como en casi todas las hormigas, las reinas se fecundan en vuelo, y luego de eso comienzan a construir un nuevo hormiguero. Para establecer una nueva colonia, las reinas salen del nido materno con un propágulo del hongo, es decir, una estirpe de hifas del hongo que transportan en una bolsa infrabucal, una cavidad especializada situada en sus mandíbulas. El propágulo les permite desarrollar el mismo cultivo en un nuevo hormiguero. Pero en el establecimiento del nuevo cultivo resulta fundamental evitar los patógenos que puedan infectar el hongo. Para ello, las reinas de linajes diferentes emplean estrategias higiénicas distintas.

Una de las estrategias consiste en usar plataformas (alas desprendidas de las hormigas o raíces de plantas) donde se cultiva el propágulo, manteniéndolo alejado de los contaminantes del suelo. Sería algo similar a lo que hacemos al alimentarnos: no solemos comer en el suelo, sino que, en general, empleamos una mesa para ello. Por otra parte, mientras cada reina “forrajea” en busca de materiales orgánicos para sostener a sus crías, al acceder al nido, presta una gran atención a su limpieza para evitar o disminuir la entrada de patógenos. En otra estrategia más evolucionada, la reina sella el nido después de construir la cámara de crianza y no forrajea por sustrato, sino que usa las reservas de su cuerpo para sostener a las crías, con lo que elimina la entrada de patógenos al nido durante la etapa crítica.

Conforme crece la colonia, aumenta el número de individuos que entran al nido, lo cual podría facilitar la entrada de patógenos. Si los patógenos eluden los mecanismos defensivos de las hormigas, sus jardines de hongos pueden ser destruidos y dejarlas sin comida. La práctica higiénica de lavarnos las manos periódicamente antes de comer constituye una de las mejores estrategias para prevenir enfermedades. Las hormigas muestran una conducta similar, antes de entrar al nido, limpian cuidadosamente su cuerpo y el material forrajeado, remueven partículas de la superficie y aplican sustancias antimicrobianas que ellas mismas secretan, las cuales eliminan el gran porcentaje de microorganismos que traen.

También producen antibióticos

Muchos de los antibióticos que empleamos día a día para combatir infecciones bacterianas (tetraciclina y actinomicina, entre otros) provienen de bacterias filamentosas del tipo actinomicetos. La mayoría de ellas se encuentran en el suelo y cumplen un rol importante en la descomposición de materia orgánica, como la celulosa y quitina. Estas bacterias renuevan las reservas de nutrientes en la tierra y son fundamentales en la formación de humus. En este sentido y con el fin de combatir patógenos, muchas hormigas han establecido relaciones cooperativas con este tipo de bacterias, particularmente de los géneros Streptomyces, Pseudonocardia y Amycolatopsis. Estas bacterias se alojan en la cutícula de las cultivadoras, y producen potentes sustancias antibióticas inhibidoras del crecimiento de Escovopsis sp., un hongo parásito que invade los jardines del hongo cultivado por las hormigas Attini.

Ahora bien, la granja no solo se limita al cultivo de hongos, hay un grupo de hormigas que también practica la “ganadería”, cuidando y protegiendo pulgones. Pero esa historia… te la contaré en el próximo post 🙂

Bibliografía consultada:

  • Audesirk, Teresa; Audesirk, Gerald; Byers, Bruce E. Biología. La Vida en la Tierra con fisiología. 9° Edición. México. Pearson Educación de México, 2013.
  • Scott Freeman. Biología. 3º Ed. 2009. Zoología General Usinger 2003
  • Moreira, A.; Forti, L.C.; Andrade, A.P. ; Boaretto, M.A.C. & Lopes, J.F.S. . 2004. Nest Architecture of Atta laevigata (F. Smith, 1858) (Hymenoptera: Formicidae). Studies on Neotropical Fauna and Environment. 39(2): 109–116.
  • Fernando Fernández, Valentina Castro-Huertas & Francisco Sern. 2015 Hormigas cortadoras de hojas de Colombia: Acromyrmex & Atta (Hymenoptera: Formicidae). Universidad Nacional de Colombia.
  • Lugo, M. ; Crespo, E., Cafaro, M. y Jofré, L. Hongos asociados con dos poblaciones de Acromyrmex lobicornis (Formicidae) de San Luis, Argentina. Bol. Soc. Argent. Bot. 48 (1): 5-15. 2013.
  • Hermógenes Fernández Marín & William Wcislo. Hormigas cultivadoras de hongos. 2010. Investigación y Ciencia.

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