Las hormigas cortadoras reconocen y combaten los patógenos incluso 30 días después de la primera contaminación

En un estudio se observaron características de memoria inmune social en colonias de hormigas cortadoras de hojas expuestas a cuatro hongos patógenos diferentes. Los insectos intensificaron sus comportamientos de limpieza después de una semana y después de un mes del primer contacto, pero no después de 60 días

Por André Julião  |  Agência FAPESP – Un estudio realizado por investigadores de la Universidade Estadual Paulista (Unesp), en Brasil, y colaboradores revela que las hormigas cortadoras de hojas de la especie Atta sexdens (conocidas en Brasil como hormigas saúva-limão) exhiben comportamientos que van más allá de la llamada inmunidad social, es decir, la capacidad de detectar patógenos e intentar deshacerse de ellos para el bien de la colonia.

En el artículo publicado en la revista Proceedings of the Royal Society B, los científicos informan que estos insectos son capaces de reconocer un hongo patógeno con el que ya han tenido contacto – incluso 30 días después de la primera contaminación – y combatirlo con aún más intensidad. Para ello, incrementan las conductas de limpieza y reclutan más trabajadores para la actividad, caracterizando signos de lo que podría denominarse “memoria inmunológica social”.

“Si consideramos a la colonia como un superorganismo, estos comportamientos serían como el sistema inmune. De la misma forma que nuestras células de defensa atacan a los invasores, como virus y bacterias, las obreras combaten infecciones que pueden perjudicar a la colonia”, explica Aryel Goes, primer autor del estudio, realizado en el ámbito de su maestría en la FAPESP, en el Instituto de Biociencias (IB) de la Unesp, en Rio Claro, con apoyo de la FAPESP.

“Lo que estamos demostrando es que el sistema inmune social de las hormigas puede almacenar información sobre infecciones previas con el mismo patógeno, un fenómeno observado en nuestras células inmunes, pero que en las colonias de hormigas ocurre a nivel conductual”, añade.

En uno de los experimentos realizados, las colonias fueron expuestas a un mismo patógeno una primera vez, nuevamente después de siete días y, finalmente, después de un mes. Esta última exposición tuvo la respuesta más intensa y rápida, con más hormigas involucradas tanto en su limpieza como en la del hongo que cultivan para comer.

Atta sexdens es una hormiga cortadora de hojas, un grupo que tiene una relación mutualista con los hongos, cultivados por ellas dentro de las colonias. Los hongos, a su vez, proporcionan nutrientes a las hormigas (leer más, en portugués, en: agencia.fapesp.br/52937).

De los cuatro patógenos analizados, dos eran dañinos para las hormigas y dos para los hongos cultivados. El estudio forma parte de un proyecto apoyado por la FAPESP y coordinado por André Rodrigues, docente del IB-Unesp.

En un segundo experimento, los investigadores expusieron otras colonias al patógeno, repitieron la contaminación después de siete días y luego la tercera sólo después de 60 días del primer contacto. Las respuestas fueron mucho menos intensas que en las colonias reexpuestas después de 30 días.

“A diferencia de nuestro sistema inmunológico, que en algunos casos responde expresivamente a un patógeno específico incluso muchos años después de la primera exposición, la memoria inmunológica social de las hormigas tiene un plazo menor, por lo que necesita estar constantemente expuesta al patógeno para que la información siga existiendo”, agrega Goes, quien actualmente realiza un doctorado en la Ohio State University en Estados Unidos.

Investigadores realizaron experimentos con cuatro patógenos diferentes en 45 colonias de hormigas Atta sexdens (foto: Aryel Goes/Ohio State University)

Respuesta específica

En el tercer experimento, los investigadores comprobaron la especificidad de la respuesta de las hormigas. Para ello, siete días después de la contaminación por un patógeno, expusieron las hormigas a otro diferente. Las conductas de limpieza y el reclutamiento de otros trabajadores fueron menos intensos cuando este segundo patógeno entró en escena.

Luego, la semana siguiente, se aplicó nuevamente el primer patógeno a la colonia. El retorno provocó una reacción moderada, similar a la de la primera infección, y mucho menos intensa que la de las hormigas que tuvieron un tercer contacto 30 días después del primero.

“Una hipótesis es que la hormiga cortadora saúva-limão redujo su respuesta higiénica para evitar propagar el nuevo patógeno al resto de la colonia. Esto se debe a que el altruismo de limpieza, en el que las hormigas se lamen unas a otras para deshacerse de los patógenos, también puede propagar nuevos contaminantes. Por lo tanto, habrían sido más cautelosos en una segunda infección completamente nueva para la colonia”, afirma Rodrigues, investigador vinculado al Centro de Investigación en Biodiversidad y Cambios Climáticos (CBioClima), uno de los Centros de Investigación, Innovación y Difusión (CEPIDs) apoyados por la FAPESP.

Una pregunta que los experimentos podrían plantear es si los comportamientos higiénicos son simplemente respuestas de las hormigas a una sustancia desconocida, no necesariamente patógena.

Para comprobar esta posibilidad, los investigadores aplicaron una solución que no causa ningún daño a las hormigas ni a los hongos en cinco colonias, como forma de control. Las respuestas higiénicas fueron las menos intensas entre todos los experimentos en las 80 colonias analizadas a lo largo del estudio, lo que demuestra que las hormigas realmente reconocen patógenos y diferentes exposiciones.

Una hipótesis planteada por los investigadores es que la inmunidad social observada en el estudio podría indicar una mejora en la eficiencia de eliminación de contaminantes, afectando positivamente la supervivencia del grupo.

Como no existe información sobre cómo estas respuestas variables afectan la supervivencia de las hormigas, todavía no es posible determinar si realmente constituyen una memoria inmune social, pero nuevos experimentos podrían verificar esta posibilidad.

“Las hormigas saúva-limão están adaptadas a espacios abiertos, por lo que se benefician de los monocultivos, constituyendo una plaga. Los hábitos de limpieza son algunos de los impedimentos para un control biológico efectivo sin el uso de insecticidas químicos. Comprender la inmunidad social de las hormigas cortadoras de hojas puede ayudar a desarrollar controles más efectivos y respetuosos con el medio ambiente”, concluye Rodrigues.

El artículo Exploring immune memory traits in the social immunity of a fungus-growing ant puede ser leído en: royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rspb.2024.1097.