La UV descubre un comportamiento inédito de pulgones con hormigas tipo "Dr Jekyll y Mr Hyde"
Una investigación liderada por el Institut Cavanilles de Biodiversitat i Biologia Evolutiva de la Universitat de València ha descubierto una interacción sin precedentes entre pulgones y hormigas que revela cómo los primeros insectos pueden mostrar un comportamiento tipo ‘Doctor Jekyll y Míster Hyde’ con los segundos.
“Nuestro trabajo describe por primera vez, junto a la relación mutualista clásica entre ambos insectos, la existencia de mimetismo agresivo de pulgones hacia hormigas”, explica el profesor de Genética David Martínez Torres, director del estudio, cuyos resultados se publican esta semana en la revista ‘PNAS, Proceedings of the National Academy of Sciences’.
Los pulgones y las hormigas presentan, tradicionalmente, una relación de cooperativismo. Los pulgones, que son herbívoros, ofrecen melaza a las hormigas como alimento a cambio de cuidados higiénicos y protección frente a depredadores. De hecho, se habla de que las hormigas ordeñan a los pulgones. Sin embargo, esta investigación, tras más de 50 horas de grabación de diversos hormigueros a través de microscopio, ha mostrado que una determinada especie de pulgones produce individuos que son acogidos en la cámara de cría de las hormigas y acaban siendo agresivos para ellas al succionar la hemolinfa de sus larvas.
El profesor David Martínez subraya que la cámara de cría de un hormiguero “suele estar fuertemente custodiada por las hormigas, las cuales devoran a cualquier intruso que ose acercarse a la misma. A pesar de ello, nuestro trabajo demuestra que el engaño es posible gracias a que los pulgones aplanados sintetizan una cutícula -parte externa de su cuerpo- con una composición química más parecida a la de las larvas de las hormigas que a la de los pulgones redondeados”.
Las bases del engaño
El pulgón ‘Paracletus cimiciformis’ presenta, en una fase de su ciclo vital, dos formas alternativas diferentes (morfos) que pueden dar lugar la una a la otra de manera clonal. Los pulgones pertenecientes a uno de estos morfos, verdes y de aspecto abombado, mantienen con las hormigas una relación mutualista convencional. En contraste, “los pulgones del morfo alternativo -genéticamente idénticos a los anteriores, pero de color blanco y de forma aplanada- son confundidos por las hormigas con sus propias larvas y los depositan junto a ellas”, expone Martínez Torres.
El hallazgo más importante de este estudio es que los pulgones, una vez en la cámara de cría, “aprovechan la disponibilidad de cientos de larvas de hormigas para clavarles sus estiletes -estructuras bucales que los pulgones usan para chupar la savia de las plantas- y succionar su hemolinfa, equivalente a la sangre en los artrópodos”, asevera el profesor. En consecuencia, a partir de la difusión de esta investigación, “la descripción típica de los pulgones como insectos chupadores de savia y, por tanto, estrictamente herbívoros, debería de ser matizada”, según David Martínez.
Dos estrategias por las supervivencia contrapuestas
Por su parte, el investigador primer firmante del artículo titulado ‘Aggressive mimicry coexists with mutualism in an aphid’, Adrián Salazar, afirma que la realidad es más compleja que las idealizaciones que hacemos de ella. “La imagen romántica de las hormigas cuidando de su ganado de pulgones, aunque esté muy difundida, sólo es una pequeña parte de una historia que la evolución enriquece de múltiples maneras. En este caso, ha logrado reunir dos estrategias absolutamente contrapuestas de relacionarse con hormigas en un mismo genoma de un pulgón”, argumenta.
Esta investigación es parte del proyecto de tesis doctoral que Adrián Salazar desarrolla en el Institut Cavanilles de Biodiversitat i Biologia Evolutiva con una beca Atracció de talent de la Universitat de València bajo la dirección del profesor David Martínez Torres. Además, también han participado dos investigadores del mismo instituto, Enrique Font y Pau Carazo.
La Universitat de València ha liderado este estudio, en el que han colaborado el Institut de Química Avançada de Catalunya, perteneciente al CSIC, y la Universidad de León. A su vez, el trabajo se ha desarrollado en el marco de un proyecto nacional de investigación del antiguo Ministerio de Ciencia e Innovación, cuyo investigador principal es Martínez Torres.
Nuevos interrogantes
Las conclusiones del artículo publicado esta semana en PNAS, Proceedings of the National Academy of Sciences abre numerosos interrogantes, algunos de los cuales está previsto abordarlos de inmediato, aunque dependientes de la existencia de financiación. Entre las cuestiones a resolver estarían, por ejemplo, identificar qué factores ambientales controlan la producción del morfo agresivo; qué costes y beneficios supone la interacción para cada participante; el rango taxonómico del engaño y el nivel de variabilidad en la señal química utilizada para engañar a las hormigas; qué ocurre en especies de pulgones emparentadas que también se relacionan con hormigas. De hecho, el profesor David Martínez comenta que éstas y otras cuestiones aparecen entre los objetivos de una investigación solicitada al Ministerio de Economía y Competitividad en la última convocatoria de proyectos nacionales pendiente de resolución.
La potencial aplicación de estos estudios sería a largo plazo, debido a que se trata de investigación básica. Dado que tanto las hormigas como los pulgones pueden ser plagas importantes en la agricultura, cualquier avance en el conocimiento de sus ciclos de vida puede ser útil a la hora de implementar programas de gestión de cultivos y control de plagas.
David Martínez es profesor titular de Genética e investigador del Institut Cavanilles de Biodiversitat i Biologia Evolutiva de la Universitat de València. Su trayectoria científica siempre ha estado ligada a temas relacionados con los insectos mediante la utilización de aproximaciones genético-moleculares. Aunque sus investigaciones iniciales se centraron en temas de interés aplicado (como el estudio de las bases moleculares de la resistencia a insecticidas tipo piretrinas), en los últimos años sus proyectos se enmarcan en la investigación básica. Las líneas fundamentales de su trabajo actual son tres. Por un lado el estudio de las relaciones evolutivas dentro de los pulgones así como de la evolución de sus ciclos de vida. En segundo lugar, las bases moleculares que controlan los ritmos estacional y circadiano en pulgones (y en insectos en general) y su relación con los ciclos vitales. Y, por último, la mirmecofilia en pulgones, incorporada recientemente.
