Las colonias de hormigas funcionan como "superorganismos" estrechamente coordinados, en los que cada hormiga trabaja en conjunto, de forma similar a las células de un cuerpo, para garantizar su salud colectiva. Investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria (ISTA) han descubierto que las crías de hormigas en fase terminal, al igual que las células infectadas, emiten un olor que indica su muerte inminente y el riesgo que representan. Este sofisticado sistema de alerta temprana facilita la rápida detección y eliminación de infecciones patógenas. El estudio se publicó en Nature Communications.
En muchos animales sociales, los miembros del grupo intentan ocultar su enfermedad para evitar la exclusión social. Sin embargo, las crías de hormigas adoptan el enfoque opuesto. Ante una infección incurable, las pupas de hormiga emiten activamente una señal de alarma que advierte a la colonia del riesgo de contagio que están a punto de representar.
Al recibir la señal, las hormigas obreras responden rápidamente desempacando las pupas terminales de su capullo, creando pequeñas aberturas en la superficie de su cuerpo y aplicando su veneno antimicrobiano, ácido fórmico, que funciona como un desinfectante de producción propia. Si bien este tratamiento mata inmediatamente a los patógenos que se multiplican dentro de la pupa, también provoca su propia muerte.
“Lo que a primera vista parece autosacrificio es, de hecho, beneficioso para la señalizadora: protege a sus compañeras de nido, con quienes comparte muchos genes. Al advertir a la colonia de su infección mortal, las hormigas terminales ayudan a la colonia a mantenerse sana y a producir colonias hijas, que transmiten indirectamente los genes de la señalizadora a la siguiente generación”, explica Erika Dawson , primera autora del estudio y exinvestigadora posdoctoral del grupo de investigación de Inmunidad Social dirigido por Sylvia Cremer en la ISTA .
Su estudio colaborativo con el ecólogo químico Thomas Schmitt, de la Universidad de Würzburg (Alemania), describe por primera vez esta señalización altruista de enfermedades en insectos sociales. Si una hormiga con una enfermedad terminal ocultara sus síntomas y muriera sin ser detectada, podría volverse altamente infecciosa, poniendo en peligro no solo a sí misma, sino a toda la colonia. En cambio, la señalización activa de las hormigas infectadas incurables permite la detección eficaz de la enfermedad y la eliminación de patógenos por parte de la colonia.
Autosacrificio altruista
A nivel de colonia, las hormigas funcionan como un "superorganismo", formando un único ser vivo. Mientras una o más reinas se encargan de la cría, las obreras no fértiles se encargan de todas las tareas relacionadas con el mantenimiento y la salud de la colonia. Esto refleja la especialización celular en el cuerpo humano, donde las células germinales de los órganos reproductivos se dedican a la producción de cría, mientras que las células somáticas realizan todas las demás funciones esenciales.
Tanto en organismos como en superorganismos, los componentes reproductivos y no reproductivos son totalmente interdependientes, siendo cada uno esencial para la supervivencia del conjunto. Por lo tanto, la cooperación es crucial. Al igual que las células de nuestro cuerpo, las hormigas colaboran estrechamente, llegando incluso a realizar sacrificios altruistas en beneficio de la colonia.
Señal de "encuéntrame" y "cómeme"
¿Por qué se desarrollaría un sistema complejo de alerta temprana si los animales enfermos pueden simplemente aislarse de la colonia? "Las hormigas adultas que se acercan a la muerte abandonan el nido para morir fuera de la colonia. De igual manera, las obreras expuestas a esporas de hongos practican el distanciamiento social", explica Cremer. "Sin embargo, esto solo es posible para los individuos móviles. Las crías de hormigas dentro de la colonia, al igual que las células infectadas en los tejidos, son en gran parte inmóviles y carecen de esta opción".
Tanto las células corporales como las crías de hormigas, como las pupas en desarrollo, dependen de la ayuda externa para proteger la colonia. Curiosamente, ambas afrontan este reto de forma similar: emiten una señal química que atrae a las células inmunitarias del cuerpo o a las obreras de la colonia, lo que permite a estas auxiliares detectarlas y eliminarlas como posibles fuentes de infección. Los inmunólogos llaman a esto la "señal de encuéntrame y cómeme".
“La señal debe ser sensible y específica”, explica Cremer. “Debería ayudar a identificar todas las pupas de hormigas con enfermedades terminales, pero con la precisión suficiente para evitar que se desprendan las pupas sanas o las capaces de superar la infección con su propio sistema inmunitario”. ¿Qué propiedades debe tener dicha señal para alcanzar este nivel de precisión?
Cambios en el perfil de olor de las pupas
Schmitt, cuya investigación se centra en la comunicación química en insectos sociales, explica que las obreras se dirigen específicamente a pupas individuales de la pila de cría. "Esto significa que el olor no puede simplemente difundirse por la cámara del nido, sino que debe estar directamente asociado con la pupa enferma. Por consiguiente, la señal no consiste en compuestos volátiles, sino en compuestos no volátiles presentes en la superficie del cuerpo de la pupa".
En particular, la intensidad de dos componentes del olor natural de las hormigas aumenta cuando una pupa presenta una enfermedad terminal. Para comprobar si este cambio de olor por sí solo podía desencadenar el comportamiento de desinfección de las obreras, los investigadores transfirieron el olor señal a pupas sanas y observaron su reacción.
“Extrajimos el olor de las pupas señalizadoras y lo aplicamos a crías sanas”, afirma Cremer al describir el método experimental. Los resultados fueron concluyentes: la simple transferencia del olor señal fue suficiente para inducir el desempaquetado de las hormigas, lo que reveló que el olor corporal alterado de las pupas mortalmente infectadas cumple la misma función que la señal de "encuéntrame y cómeme" de las células corporales infectadas.
Señalización sólo en casos incontrolables
Según Dawson, lo fascinante es que las hormigas no emiten señales de infección indiscriminadamente. "No se observó que las pupas de la reina, que tienen defensas inmunitarias más fuertes que las de las obreras y pueden limitar la infección por sí solas, emitieran esta señal de advertencia a la colonia", explica. "En cambio, las crías de las obreras no pudieron controlar la infección y emitieron señales para alertar a la colonia".
Al enviar señales solo cuando una infección se vuelve incontrolable, las crías enfermas permiten a la colonia responder proactivamente a amenazas reales. Al mismo tiempo, este enfoque garantiza que los individuos capaces de recuperarse no sean sacrificados innecesariamente. "Esta precisa coordinación entre el individuo y la colonia es lo que hace que esta señalización altruista de enfermedades sea tan eficaz", concluye Cremer.
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