Hormigas cultivadoras de hongos como sistemas modelo
En la investigación se emplean estas hormigas cultivadoras de hongos como sistemas modelo para explicar la forma en la que la (co)evolución conjunta induce una colaboración forzosa entre especies y regula los conflictos entre los miembros de la familia de hormigas y las colonias del huésped y sus hongos simbiontes. Los microorganismos presentes en el intestino de estas hormigas evolucionaron hace más de cincuenta millones de años y, sin embargo, se ha investigado poco sobre de ellos. La alimentación escasa en nitrógeno sugiere la presencia en el intestino de simbiontes bacterianos que conservan el nitrógeno y optimizan su capacidad nutritiva. El proyecto GUTS (Gut symbiomes of fungus-growing ants), financiado con fondos europeos, se inició con el objetivo de identificar posibles bacterias simbiontes en el intestino de los atinos. También se investigó la función de estas bacterias y su especificidad por diversos tejidos, todo ello para describir el avance gradual de la simbiosis desde un proceso de cultivo a pequeña escala hasta un cultivo casi industrial. Se emplearon diferentes técnicas para demostrar que en el intestino de estas hormigas se encontraban comunidades formadas casi exclusivamente de proteobacterias alfa y Mollicutes con solo unas pocas cepas dominantes. La presencia de genes NifH procariotas en el intestino de los atinos indicó que algunos de los microorganismos identificados intervenían en la conservación del nitrógeno. Este hallazgo se confirmó mediante un anticuerpo específico para NifH que permitió descubrir que la conservación del nitrógeno tiene lugar en las papilas rectal e ileal. Se observó también que las bacterias del intestino se veían afectadas por la presencia o ausencia de bacterias productoras de antibióticos en la cutícula de la hormiga. Parece que las especies de hormigas sin este tipo de bacterias tienen comunidades bacterianas intestinales más inestables. Se llevó a cabo otro estudio con el sistema modelo Acromyrmex echinatior a fin de determinar posibles conexiones entre las comunidades bacterianas del intestino y los reconocimientos entre miembros de la misma colonia. Se alimentó a dos mil hormigas de cuatro colonias diferentes con distintas dietas que causaban una pérdida de las bacterias intestinales rápida o lenta o bien ampliaban la diversidad de este tipo de bacterias. A continuación, se llevaron a cabo pruebas de agresividad entre hormigas de la misma colonia y de diferentes colonias, se obtuvieron perfiles de hidrocarbonos de la cutícula y se analizó el perfil final de bacterias intestinales. Los resultados obtenidos en GUTS contribuirán a relacionar la biología molecular y la biología evolutiva gracias a la información sobre la simbiosis en un sistema modelo de insecto social.
Palabras clave
Simbiosis, hormigas Attini, jardines de hongos, proteobacterias alfa, Mollicutes, gen NifH, Acromyrmex echinatior
