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Una capa cerosa que cubre sus cuerpos y es la fuente de aromas complejos es lo que emplean las hormigas para comunicarse, además de sus antenas, según una nueva investigación.
Estas mezclas olorosas actúan como uniformes bioquímicos , identificando hormigas individuales por casta, colonia y especie, lo que les ayuda regular el comportamiento, permitiéndoles navegar por los sofisticados sistemas sociales que les han convertido en una de las familias de animales más exitosas de la Tierra.
"Las hormigas ven su mundo a través de su nariz y sus antenas. Si usted es una hormiga, ve a otros por su olor y otros lo ven por su olor", resume uno de los autores, Laurence Zwiebel, profesor de Ciencias Biológicas , quien estudia la masa molecular del olfato de las hormigas.
Durante algún tiempo, los científicos han reconocido el papel crucial que desempeñan estas señales químicas en la vida de las hormigas, pero ahora Zwiebel y sus colaboradores están haciendo grandes avances en descifrar la genética molecular del olfato de las hormigas.
Este nivel más profundo de comprensión puede no sólo proporcionar nuevas perspectivas sobre cómo hormigas, abejas y otros insectos sociales crean y administran sociedades complejas, sino que también puede proporcionar una visión de cómo otros animales "más avanzados" lo hacen también y podría producir métodos más eficaces para mantener a las hormigas lejos de la cocina y fuera de la mesa de picnic.
En un artículo publicado en la edición digital temprana de este lunes de Proceedings of the National Academy of Sciences , Zwiebel y sus colaboradores informan que han caracterizado con éxito la función de una serie de receptores que emplea la hormiga india 'Harpegnathos saltator' para identificar estas mezclas de olor.
"Las hormigas son únicas en el mundo de los insectos porque tienen más de 400 receptores de olor en comparación con entre 60 a 80 en otros insectos como las moscas de la fruta y los mosquitos", afirma uno de los autores del trabajo, Jesse Slone, exinvestigador en la Universidad de Vanderbilt, en Nashville, Tennessee, Estados Unidos, y ahora investigador en el Centro Médico del Hospital Infantil de la Universidad de Cincinnati , Estados Unidos.
"Los receptores están dispuestos en 24 subfamilias diferentes. Nosotros seleccionamos 25 receptores de olores de varios de estos grupos y los decodificamos, los expusimos a una batería de diferentes productos químicos y determinamos a qué responden", detalla este científico.
Uno de los objetivos de la investigación era probar una hipótesis que los biólogos de Vanderbilt hicieron hace cinco años cuando descubrieron que las hormigas tienen el número más alto de receptores de olor identificados en cualquier especie de insecto hasta la fecha. Ellos sugirieron que el propósito de un subgrupo altamente expandido (denominado la familia 9-exón) de estos receptores adicionales podría ser específicamente para identificar y decodificar las señales químicas que las hormigas usan para regular su complejo comportamiento social.
EL QUID DE LA ESTRUCTURA SOCIAL DE LAS HORMIGAS
Para probar esta idea, los investigadores midieron la respuesta de los receptores de hormigas a la clase especializada de compuestos químicos que cubren a las hormigas, llamados hidrocarburos cuticulares; pero también evaluaron su respuesta a otros olores comunes que los científicos saben que afectan a otros insectos. "Resulta que no es tan simple, afirma Zwiebel. Las hormigas parecen estar utilizando todas las herramientas quimiosensoriales que tienen para detectar todos los distintos tipos de aromas que son importantes para ellas".
Ahora que tienen un método efectivo para descifrar los receptores olfativos de las hormigas (desarrollados por los colaboradores Gregory Pask y Anandasankar Ray en la Universidad de California, Riverside, Estados Unidos), los biólogos pueden comenzar a descifrar los códigos químicos que los insectos usan para comunicarse.
"Estas complejas mezclas de hidrocarburos son el quid de la estructura social de las hormigas, que las usan para identificar intrusos, alimentación, cuidados, para todo tipo de comportamientos ... El siguiente paso es comenzar a asociar diferentes señales químicas con comportamientos específicos", dice Stephen Ferguson, quien está tratando de identificar las señales químicas que desencadenan la agresión.
Hace varios años, mientras estudiaba el olfato de los mosquitos, el laboratorio de Zwiebel descubrió una nueva clase de repelente de insectos que es miles de veces más fuerte que el DEET, el ingrediente activo más común en repelentes de insectos comerciales . Los compuestos (conocidos como VUAA) funcionan sobreexcitando el sentido del olfato del mosquito al activar un canal de co-receptor de olor especializado que debe asociarse con todos los otros receptores de olor para que funcionen.
"Es como estar encerrado en un ascensor con alguien que usa demasiada fragancia. Si abruma su sentido del olfato, el resultado neto es la repulsión, lo llamamos 'excito-repelencia ", pone como ejemplo Zwiebel. Resulta que las hormigas (y de hecho todos los insectos) tienen el mismo co-receptor y los biólogos de Vanderbilt han determinado que los compuestos excito-repelentes funcionan igualmente bien con las hormigas que con los mosquitos.
El artículo de PNAS es uno en una serie de artículos publicados en coordinación por una red de investigadores que han estado colaborando como parte de un proyecto interdisciplinario titulado Epigenética de Comportamiento, Longevidad y Organización Social en las Hormigas . El proyecto, que terminó formalmente en 2016, fue financiado por el Instituto Médico Howard Hughes.
jpe
