Zoología

La investigación sobre hormigas soldado revela que la evolución puede ir en reversa.

Los soldados hormiga tortuga parecen criaturas de la vida real sacadas de una película de anime japonesa. Estos insectos que viven en los árboles se deslizan de aquí para allá luciendo cabezas brillantes, adorables y de gran tamaño, que usan para bloquear las entradas de sus nidos, esencialmente actuando como puertas vivas.

No todas las cabezas tienen la misma forma: algunos soldados tienen unas que se parecen a tapas de alcantarillas y sellan perfectamente las entradas de los túneles. Otros tienen cabezas cuadradas, que ensamblan en bloqueos de varios miembros que recuerdan los escudos superpuestos de un ejército espartano. 

Esta variedad de formas de cabeza revela más que solo una de las peculiaridades peculiares de la naturaleza: también puede arrojar luz sobre cómo evolucionan las especies para llenar nichos ecológicos. Y esa evolución, según muestra una nueva investigación publicada en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias, no siempre es una calle de sentido único hacia una mayor especialización. Ocasionalmente, puede llevar a una especie a una etapa más generalista.

«Por lo general, uno pensaría que una vez que una especie se especializa, queda atrapada en ese nicho muy estrecho», dice Daniel Kronauer, jefe del Laboratorio de Evolución y Comportamiento Social de Rockefeller. «Pero las hormigas tortuga son un caso interesante de una trayectoria evolutiva muy dinámica, con mucho de ida y vuelta».

Un partido hecho en evolución

Al igual que muchos otros insectos sociales que viven en colonias, las hormigas tortuga se especializan en diferentes funciones, a menudo desarrollando características exageradas adecuadas para su trabajo. Para los soldados, este proceso ha resultado en cabezas grandes que vienen en una variedad de formas.

«Hay una enorme diferencia de cuatro veces entre las cabezas de las hormigas tortuga más pequeñas y más grandes», dice Scott Powell, biólogo de la Universidad George Washington y autor principal del nuevo estudio. «Para ayudar a la gente a imaginar esto, a menudo digo que la especie más pequeña puede sentarse cómodamente en la cabeza de la especie más grande».

La forma y el tamaño de la cabeza de un soldado de tortuga hormiga está dictada por el tipo de túnel que ocupa la especie en cuestión. Las hormigas no cavan los túneles, sino que se trasladan a las excavadas por escarabajos de madera. Y dado que un túnel de bajada podría ser demasiado grande o demasiado pequeño, dice Kronauer, las hormigas se diversifican rápidamente para poder ocuparlo.

La relación entre cabezas de tortuga hormiga y túneles puede, por lo tanto, ofrecer una visión única y clara de la selección natural. Los investigadores pueden comparar fácilmente un rasgo, la circunferencia de la cabeza, con la característica ecológica a la que ha evolucionado para adaptarse: el tamaño de la entrada del nido. Como dice Kronauer, «es una coincidencia 1: 1 exactamente en la misma escala».

Un proceso dinámico

Para examinar el viaje evolutivo de varias formas de cabeza, los investigadores agruparon 89 especies de hormigas tortuga en función de si los soldados lucían una cabeza cuadrada, domo, disco o en forma de plato. 

También incluyeron un grupo de especies de hormigas tortuga que no tienen soldados. Luego examinaron las relaciones evolutivas entre estos grupos utilizando la información genética de la especie, que habían reunido previamente.

Si la evolución fue un camino unidireccional, las primeras hormigas tortuga que aparecieron hace unos 45 millones de años deberían haber carecido por completo de soldados, luego evolucionaron gradualmente hacia la especialización, comenzando con los soldados generalistas de cabeza cuadrada, hasta aquellos con cabezas de platos a medida.

Pero el nuevo análisis sugiere que este no fue el caso. En cambio, el ancestro común más antiguo que los investigadores pudieron rastrear probablemente tenía una cabeza cuadrada. 

Ese antepasado pasó a formar una gama de especies, desde las que no tenían soldados en absoluto hasta otras con diferentes niveles de especialización. En algunos casos, especies más especializadas invirtieron la dirección con el tiempo, evolucionando de nuevo a formas de cabeza más generalistas.

El hallazgo muestra muy bien cuán sorprendentemente flexible puede ser la naturaleza al adaptar la forma de un organismo al contexto del entorno que ocupa, dice Powell.

«El espacio con el que la evolución tiene que jugar es en realidad bastante más grande de lo que se pensaba», agrega Kronauer.

Mayor información: Scott Powell, Shauna L. Price and Daniel J. C. Kronauer. «Trait evolution is reversible, repeatable, and decoupled in the soldier caste of turtle ants». Proceedings of the National Academy of Sciences, Published: 09 March 2020.

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