La señal química que define el destino de las abejas: ¿permanecer en el nido o marcharse?

Las abejas no siempre viven en colonias. Algunas especies pueden elegir entre construir un nido solas o hacerlo en grupo, y esa decisión, al parecer, depende de una señal química que la reina lleva en su cuerpo.

Investigadores de Estados Unidos, Panamá, Japón y República Checa identificaron por primera vez esa señal, llamada feromona de reina, en una especie de abeja que puede vivir tanto sola como en sociedad.

El hallazgo revela que esa sustancia no manipula a las obreras, sino que les informa con honestidad cuánto les conviene quedarse a ayudar a su madre, según detallaron en la revista Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, editada por la Royal Society del Reino Unido.

Vivir sola o en grupo

Desde hace varias décadas hay un debate en la comunidad científica sobre las feromonas de reina en insectos sociales: ¿son señales honestas que informan a las obreras sobre la fertilidad de la reina o herramientas de manipulación química que obligan a las obreras a renunciar a su propia reproducción?

Esta pregunta tiene consecuencias directas para entender cómo evolucionó la vida en colonia, una de las transiciones mayores en la evolución.

El problema es que los estudios anteriores sobre feromonas de reina se concentraron casi exclusivamente en especies con eusocialidad compleja, como las hormigas y las abejas melíferas, donde las castas están fijas desde el desarrollo temprano.

En esas especies, el conflicto reproductivo entre reinas y obreras es menor, lo que dificulta saber si las feromonas funcionan como señales honestas o control coercitivo.

Las especies con eusocialidad facultativa, donde una misma hembra puede ser reina, obrera o fundadora solitaria según las circunstancias, ofrecen un modelo mucho más poderoso para estudiar los orígenes de la vida social. Sin embargo, hasta este trabajo, no se había identificado ninguna feromona de reina en ninguna especie con eusocialidad facultativa.

La investigación se propuso identificar y caracterizar esa feromona en la abeja del sudor Megalopta genalis, una especie de la familia Halictidae que habita en la isla Barro Colorado, en Panamá.

Los investigadores buscaron determinar si esa señal química funciona como una señal honesta de la fertilidad de la reina, y si influye en la decisión de las hijas de quedarse como obreras o dispersarse a fundar su propio nido.

Qué encontraron dentro del nido

El trabajo se realizó en nidos de observación en la isla Barro Colorado, donde las abejas fundadoras y sus primeras hijas fueron marcadas individualmente y seguidas en su hábitat natural. Allí, midieron las sustancias químicas presentes en la superficie del cuerpo de las abejas y compararon a hembras con distintos roles sociales.

El compuesto identificado como feromona de reina fue un grupo de hidrocarburos de cadena ramificada llamados metilalcanos, que se conocen como MA. Las hembras con nido social tuvieron aproximadamente el doble de MA en su cuerpo que las hembras solitarias.

Cuando los investigadores aplicaron MA sintético sobre reinas vivas, las obreras expuestas retrocedieron, adoptaron una postura característica de sumisión y desarrollaron menos sus ovarios que las del grupo control. Eso demostró que la feromona actúa de dos formas: cambia el comportamiento de las obreras de inmediato y también frena su capacidad reproductiva a largo plazo.

Los niveles de MA en las reinas predijeron con precisión cuántos huevos pondría la reina en el futuro y cuánto se beneficiarían las obreras al quedarse a ayudarla.

Las fundadoras con más MA reclutaron a sus hijas como obreras con mayor frecuencia. La presencia de esas obreras representó aproximadamente la mitad de la productividad total del nido.

Los investigadores también confirmaron que los MA se fabrican a partir de aminoácidos esenciales de la dieta, los mismos que la abeja necesita para producir óvulos. Eso sugiere que producir más feromona tiene un costo biológico real, porque los recursos necesarios para fabricarla compiten con los que se destinan a la reproducción. Los resultados apuntan a que los MA funcionan como señales honestas, no como herramientas de control.

Los expertos señalaron que ese vínculo bioquímico entre la feromona y la fertilidad es lo que mantiene la confiabilidad de la señal, aunque aclararon que esa regulación es parcialmente independiente y no constituye un lazo irrompible.

Los MA no determinan por sí solos qué hace cada hija: la decisión de quedarse como obrera, dispersarse o tomar el nido depende de múltiples factores internos y externos. La relación causal entre los niveles de MA y esa decisión todavía no está completamente establecida y requerirá más estudios.

A partir de los resultados, los científicos sugirieron que se deberían hacer análisis en otras especies con distintos grados de vida social para entender mejor cómo surgió la cooperación en los insectos. Consideraron que su hallazgo abre una línea de trabajo sobre el papel de las señales químicas en el origen de la vida en colonia, una transición mayor en la evolución.

Los orígenes de la vida en sociedad

El equipo científico estuvo liderado por Callum Kingwell y William Wcislo, del Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales, con sede en Panamá. Lo acompañaron Jocelyn Millar, de la Universidad de California Riverside; Yasuharu Yoshimi, de la Universidad de Fukui, en Japón; Fernando Noriega y Marcela Nouzová, del Instituto de Parasitología del Centro de Ciencias de la Academia Checa de Ciencias y de la Universidad Internacional de Florida; Robert Raguso, de la Universidad Cornell.

En diálogo con Infobae, el doctor Walter Farina, biólogo e investigador superior en el Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias (Ifibyne), dependiente del Conicet y la Universidad de Buenos Aires, opinó sobre el estudio.

“Me parece un trabajo muy interesante porque las abejas sudoríparas son facultativamente eusociales, es decir, dependiendo del contexto ambiental pueden comportarse como solitarias o sociales”, afirmó.

“La abundancia de metilalcanos en las hembras fundadoras parecería determinar su rol reproductivo y de cohesión social, al promover efectos tanto a corto como a largo plazo en el grupo o la sociedad que se va estableciendo”, agregó.

Según explicó, en cierto modo, es una manera de aproximarse a los orígenes de la feromona real de las abejas eusociales, la cual constituye una señal “honesta”, ya que favorece la cohesión del grupo al inducir procesos fisiológicos (como la inhibición del sistema reproductivo en el resto de las hembras) y comportamentales (como el cuidado y acicalamiento de la reina y la cría por parte de las obreras).

“Desde esa perspectiva evolutiva, el nuevo estudio publicado en la revista Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences es sumamente interesante porque abre nuevas posibilidades para discutir el origen y la evolución de la eusocialidad en insectos”, concluyó.