La historia que revelan las hormigas

Por Paloma Carreño Acuña

Morelia, Michoacán. 14 de junio de 2018 (Agencia Informativa Conacyt).- De poco a poco se comen un elefante las hormigas, dice el refrán, del mismo modo fueron dispersándose por la región del Indo-Pacífico, colonizando la isla de Nueva Guinea, Vanuatu y los archipiélagos Fiji, excepto Polinesia donde se retrasó por sumersiones y reemergencias de la tierra.

La investigación fue desarrollada por el doctor en zoología Milan Janda, miembro nivel I del Sistema Nacional de Investigadores (SNI), adscrito a la Escuela Nacional de Estudios Superiores Unidad Morelia (ENES), a través del Laboratorio Nacional de Análisis y Síntesis Ecológica (Lanase). 

Ha profundizado en la naturaleza de las hormigas y su relación con el medio, revelando que la dispersión y especiación de hormigas en el Indo-Pacífico fueron principalmente determinadas por eventos geológicos, como el surgimiento de puentes terrestres, montañas y nuevas islas.

Así se observó como uno de los ancestros de hormigas, el grupo Prenolepis, que desde hace 25 millones de años ha ido colonizando Nueva Guinea, para avanzar a Vanuatu y Fiji 10 millones de años después. Ese avance en el tiempo y en el espacio se retrasó en zonas donde se registran sumersiones y reemergencias. 

Esto lo ha llevado a concluir que la dispersión de las hormigas en el territorio está determinada por fenómenos geológicos. Además, se documentó la preferencia de hábitats como otro de los elementos que determinan la dispersión. 

"Observamos que las hormigas adaptadas a ambientes perturbados y abiertos, como las sabanas, eran más propensas a propagarse a nuevas islas. Este hallazgo parcialmente concuerda con la hipótesis del taxon cycle propuesta por E. O. Wilson a mediados del siglo XX, quien también ha estado involucrado en esta investigación", señala Milan Janda. 

Ahora han encontrando evidencia de líneas de dispersión inusual entre América y la zona de Indo-Australia, ya que aparentemente han descubierto que algunos grupos de hormigas que se encontraban en Nueva Guinea son originarios de América y no del este de Asia que se encuentra mucho más cerca. 

Importancia de las hormigas

"Las hormigas son una especie abundante y omnipresente en el grupo de los invertebrados, presentes en ecosistemas tropicales y subtropicales. Solo para dimensionar su importancia, en los bosques, la biomasa de las hormigas es más abundante que la de todos los vertebrados combinados. Desempeñan un papel fundamental en el ecosistema al ser predadores, escarbadores, descomponedores y herbívoros".

Según el especialista, debido a su compleja estructura social y comportamiento, han desarrollado muchas interacciones inusuales con plantas y animales. Algunas de esas relaciones protegen a otras plantas de herbívoros y los ayudan a dispersarse, ayudando a la distribución de nutrientes.

¿Qué promueve la especiación?

Muchos de los eventos de especiación son causados por fenómenos geológicos, señala el doctor Milan Janda, debido a que se producen segregaciones de las especies por las barreras terrestres como montañas, ríos y océanos. Sin embargo, en los archipiélagos aislados, con islas de diferentes edades, como Hawai, Galápagos y Micronesia, tales procesos pueden ser bastante rápidos, complejos y dar como resultado una extraordinaria diversidad de formas de vida.

"La historia geológica tiene una influencia primordial en los patrones biogeográficos que observamos ahora, uno de los que tienen más impacto en los animales y plantas que vemos hoy, es el movimiento pasado de los continentes".

Han descubierto una relación proporcional entre los eventos regionales, como formación de puentes de tierra, surgimiento de islas, con la conquista de nuevos territorios por parte de algunas especies como las hormigas, que de otra forma les serían inaccesibles. Esto también ha contribuido al surgimiento de nuevas especies.

"Los eventos geológicos abruptos, como erupciones de volcanes o cambios en los niveles del agua, abren nuevas posibilidades a algunas especies para colonizar nuevas áreas y escapen temporalmente de la competencia con otros organismos". 

Las hormigas han sido tomadas como modelo para estudiar los movimientos de las especies entre masas terrestres, el doctor Milan Janda y su equipo han documentado la dispersión en el Pacífico Sur y de Australia a Asia a través de las islas de Indonesia y Nueva Guinea. 

"Nos ha sorprendido encontrar que algunas líneas de especies indo-australianas son en realidad originarias de América". 

Esta investigación es considerada como uno de los estudios filogenéticos más exhaustivos de insectos en esa área geográfica. La región de Indo-Australia tiene una de las mayores diversidades de especies en el mundo, aunque no han sido tan profundamente estudiadas. 

"La diversidad de plantas y animales en Indo-Pacífico es extraordinaria. De hormigas, existe alrededor de siete mil especies, de las que 70 por ciento son endémicas. En Nueva Guinea existen alrededor de mil 400 especies con al menos 80 por ciento de endémicas. La diversidad es muy parecida a la de México". 

El equipo de investigación y colaboradores del doctor Milan Janda ha estado presente en la zona por más de 15 años, generando un gran volumen de datos sobre los insectos disponibles en la región tropical, con lo que han develado hipótesis sobre la ecología y evolución de los organismos. 

En el caso de las hormigas, tienen una colección de más de 30 mil muestras y generan datos genéticos de miles de ellas, "debido al aislamiento y el difícil terreno, las islas de Melanesia no son tan estudiadas y eso hace tan particular nuestra investigación". 

La diversidad en esta región les ha hecho plantearse la pregunta de dónde se originó, dada la fauna tan extensa y cambiante en el paso de los años. La pregunta base de su investigación es cómo se originó la diversidad biológica y cómo se mantiene. 

"Por ejemplo, usamos hormigas para estudiar la radiación y dispersión a través de las islas y continentes, o para estimar el tiempo de origen y diversificación para reconstruir la evolución de los rasgos ecológicos".  

Con esta investigación se han propuesto medir también el impacto que tiene el hombre en el ecosistema para predecir posibles consecuencias de los cambios ambientales; además, documentar los especímenes biológicos, su genética y química puede contribuir a descubrir componentes útiles para los humanos. 

Para lograrlo recolectan insectos a través de diferentes técnicas en ambientes con distintas características, incluyendo selvas tropicales, toldos de árboles, hojarasca, entre otros. Al ser un ambiente tan rico puede ser complejo, por lo que, señala, es necesario obtener muestras de diferentes hábitats. 

Con las muestras realizan clasificación de especímenes, montaje, fotografía, base de datos y generación de datos moleculares. "El trabajo de campo es solo una pequeña porción de todo el proceso. Las muestras de un mes de recolección pueden tardar hasta tres años en procesarse". 

En su trabajo, dependen estrechamente de las comunidades locales, y se aseguran de que participen en el proceso de investigación y de que se beneficien de los resultados y el trabajo de diversas maneras.

Evolución de las interacciones entre plantas y hormigas 

En el curso de sus investigaciones, ha estudiado la simbiosis entre plantas y animales de la zona, descubriendo que las plantas han estado desarrollando alteraciones en su estructura al entrar en contacto con hormigas. Esto luego facilitó su colonización de nuevos territorios. 

Al fenómeno de simbiosis donde se producen beneficios a ambos organismos (planta y animal) se le denomina mutualismo, y el doctor Milan Janda señala que ocurre repetidamente en muchas formas entre las hormigas y otros organismos.

Durante muchos miles de años, se puede desarrollar una relación en la que las plantas tratarán de satisfacer las necesidades de las hormigas y les proporcionarán espacio para anidar, alimentos adicionales u otros beneficios. Más tarde, se pueden desarrollar muchas relaciones altamente especializadas, como un famoso ejemplo de hormigas y acacias en México.

Jardines de hormigas 

Un ejemplo de mutualismo son los jardines de hormigas. "Las plantas forman estructuras iónicas donde anidan las hormigas". Este es un fenómeno que se ha encontrado en América del Sur, Mesoamérica y Asia, donde diferentes tipos de plantas epífitas no relacionadas crecen juntas. 

Las hormigas preparan una mezcla de suelo, sustrato y semillas, se forman bolas de tierra donde habitan y se combinan las plantas que crecen de esas semillas haciendo que tengan una ventaja evolutiva. 

Las hormigas protegen y aportan nutrientes a las plantas, obteniendo el beneficio de un espacio de anidación y recompensas nutricionales.

Replicar la investigación en México

Milan Janda se encuentra en México con el objetivo de realizar este estudio en las especies de hormigas de la región, para generar datos y producir los recursos de información que permitan avanzar en el conocimiento del ecosistema. 

Con los datos únicos que ya están disponibles para su equipo, están desarrollando comparaciones entre las faunas de América y las de la zona del Indo-Pacífico. "La meta es crear recursos accesibles para el estudio de la diversidad y genética de las hormigas y otros insectos en México".

Después de cinco años de ser apoyados solo por fondos extranjeros, lo hacen además a través del Fondo de Ciencia Básica del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt). Milan Janda es responsable técnico del proyecto que pretende usar las hormigas como modelo para estudiar la historia de los ecosistemas e influencias de las especies en diversos hábitats. 

También colabora la doctora Madai Rosas Mejía, de la Universidad Autónoma de Tamaulipas, así como el Consejo Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad (Conabio), para desarrollar recursos que permitan detectar, prevenir y manejar las hormigas invasoras que provocan daños a la agricultura mexicana. Actualmente realizan una evaluación de riesgos y un mapeo de la distribución. 

"Muchas de las áreas en todo México se encuentran en peligro por la destrucción de los hábitats, por lo que nos encontramos corriendo contra el tiempo para estudiar y protegerlos antes de que desaparezcan", concluye. 

 

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