Por qué algunas hormigas rescatan a sus compañeras atrapadas y otras permanecen inmóviles

Un estudio de la Universidad Johannes Gutenberg de Maguncia y la Universidad de Tel Aviv encontró que la expresión genética en el sistema nervioso de las hormigas puede influir en el comportamiento de rescate de obreras de la especie Cataglyphis niger.

La investigación publicada en el Journal of Experimental Biology, buscó responder por qué algunos ejemplares ayudan a integrantes de su colonia en situaciones de peligro, mientras otras permanecen cerca, pero sin intervenir.

“Nuestro estudio demuestra que, en las hormigas, la disposición a ayudar está vinculada a diferencias medibles en la actividad genética”, afirmó la profesora Susanne Foitzik, del Instituto de Evolución Organísmica y Molecular.

Una prueba en el laboratorio

Para analizar esa conducta, el equipo diseñó una prueba controlada: una hormiga obrera fue inmovilizada en el suelo de una cámara recubierta de arena. Después, los investigadores liberaron en ese espacio a otras hormigas de la misma colonia para observar su respuesta ante la compañera en apuros.

Las observaciones se extendieron durante 15 minutos por cada prueba. Las obreras fueron clasificadas como rescatadoras cuando se acercaban al individuo atrapado y trataban de sacarlo, ya fuera tirando de él o excavando a su alrededor. En cambio, se consideró no ayudantes a las que se aproximaban, pero no intentaban liberarlo.

Ese comportamiento de auxilio ya había sido identificado en esta especie cuando una hormiga intenta sacar a otra que quedó enterrada. Sobre esa base, los investigadores compararon a los 2 grupos para determinar si la diferencia conductual también tenía un correlato biológico.

Qué mostró el cerebro

En una segunda etapa, el equipo examinó las antenas y distintas zonas del cerebro de las hormigas observadas, entre ellas los lóbulos ópticos y las regiones cerebrales centrales.

La atención se concentró en los cuerpos pedunculados, áreas del cerebro de los insectos que procesan información sensorial y participan en el aprendizaje y en el control de la conducta.

A partir de esos tejidos, los científicos aislaron moléculas de ARN, ya que este material permite conocer qué genes están activos en las células analizadas. Mediante técnicas de secuenciación, compararon el funcionamiento genético entre las obreras que habían mostrado comportamiento de rescate y las que no lo habían hecho.

Los resultados señalaron que las diferencias más marcadas se registraron en los cuerpos pedunculados. “En los insectos rescatados, 15 genes mostraron mayor actividad, incluyendo aquellos asociados con la percepción del olfato, la regulación hormonal, los procesos metabólicos y las funciones inmunitarias”, indicó Luisa Maria Jaimes-Nino, primera autora del estudio.

El análisis no encontró ventajas físicas

Los investigadores informaron que no hallaron pruebas de que las hormigas rescatadoras fueran más fuertes o tuvieran un mejor suministro de energía. Ese punto fue central para descartar que la conducta de ayuda dependiera solo de condiciones físicas o de una mayor capacidad corporal.

“Más bien, nuestros resultados sugieren que las diferencias en el procesamiento de los estímulos sensoriales y en ciertas vías de señalización molecular podrían influir en si una hormiga responde ante una compañera de nido en peligro”, sostuvo Foitzik. La explicación apunta a cómo el sistema nervioso interpreta las señales de alarma y activa una respuesta.

De acuerdo con el estudio, en todos los tejidos examinados aparecieron 9 genes con mayor actividad en los individuos rescatadores que en los otros. Sin embargo, la señal más clara volvió a estar en las regiones cerebrales vinculadas con la integración de información sensorial.

Una respuesta social compleja

Uno de los hallazgos que el equipo destacó fue el posible papel de los genes inmunitarios, que no solo participan en la defensa frente a patógenos.

Además, una revisión publicada en la revista Genes señaló que la señalización inmune puede influir en funciones neuronales y en conductas como la actividad, el sueño y otras respuestas sociales, aunque sin analizar de forma específica el rescate en hormigas.

El nuevo informe sugiere que las funciones inmunitarias podrían influir en la regulación de las respuestas sociales. Los investigadores también plantearon que las hormigas que ayudan podrían quedar más expuestas a heridas o infecciones, por lo que una mayor actividad de genes del sistema inmunitario les resultaría útil.

Pese a estos resultados, los autores aclararon que la investigación no identifica un único factor que active el comportamiento de rescate. Por el contrario, plantearon que esta respuesta probablemente surge de la interacción entre varios procesos biológicos y sensoriales.

Entre esos mecanismos, el trabajo menciona la percepción de señales de alarma, el procesamiento de esos estímulos en el sistema nervioso y distintas vías de señalización molecular que influyen en la disposición de estos insectos a intervenir cuando una compañera está en peligro.

“Las hormigas son un modelo particularmente bueno para estudiar los fundamentos biológicos del comportamiento social complejo”, afirmó Foitzik.

Al tiempo que agregó: “Nuestro estudio demuestra que los animales individuales dentro de la misma colonia no solo responden de manera diferente, sino que estas diferencias también están vinculadas a procesos moleculares medibles”.