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Quilo de Ciencia

El quilo, con “q” es el líquido formado en el duodeno (intestino delgado) por bilis, jugo pancreático y lípidos emulsionados resultado de la digestión de los alimentos ingeridos. En el podcast Quilo de Ciencia, realizado por el profesor Jorge Laborda, intentamos “digerir” para el oyente los kilos de ciencia que se generan cada semana y que se publican en las revistas especializadas de mayor impacto científico. Los temas son, por consiguiente variados, pero esperamos que siempre resulten interesantes, amenos, y, en todo caso, nunca indigestos.

Ministerio de Ciencia e Innovación

Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología

Universidad de Castilla - La Mancha

De hongos, hormigas y evolución

Hongos, hormigas y evolución - Quilo de Ciencia

“Tras infectar a una hormiga carpintera, las hifas del hongo Cordyceps penetran en su sistema nervioso y modifican su comportamiento”

Salvo cuando nos acordamos de alguno de nuestros compañeros de trabajo o de nuestros jefes, afortunadamente es raro que pensemos en los parásitos y, si lo hacemos, es para evocar microorganismos como el causante de la malaria, o gusanos que podrían habitar nuestros intestinos. Sin embargo, los parásitos no sólo pueden manipular los cuerpos de los animales de los que se aprovechan, sino que, como también intentan algunos de nuestros compañeros y jefes, pueden también manipular las “mentes”.

Un caso extraordinario de manipulación de la “mente”, que resulta en una modificación del comportamiento, ocurre en una especie de hormigas carpinteras tropicales, parasitadas por el hongo Cordyceps unilateralis. Cuando una espora de este hongo penetra en el interior del cuerpo de una de esas hormigas, a través de sus orificios respiratorios, comienza a alimentarse del cuerpo de ésta, consumiendo sus tejidos no vitales. Tras crecer y madurar así lo suficiente, las hifas filamentosas producidas por el hongo penetran en el sistema nervioso de la hormiga y modifican su funcionamiento. Por lo que se conoce, la modificación se realiza mediante un cambio en la forma en que la hormiga percibe las feromonas, es decir, las sustancias químicas volátiles producidas por otras obreras que la guían en todo momento para buscar alimento, colaborar con las demás, y regresar al hormiguero con el botín.

Secuestradores de cuerpos

La modificación del comportamiento de la hormiga causada por Cordyceps resulta en un beneficio para éste. Infectada por el hongo, la hormiga, en lugar de obedecer las señales químicas enviadas por sus compañeras, es inducida a subir a una planta y colocarse en el anverso de una de sus hojas, orientada al norte y situada a unos 25 cm del suelo. Una vez en la hoja, la hormiga se fija a la misma mordiendo con sus mandíbulas una de las venas por donde corre la savia. De este modo, la hormiga sitúa al hongo en unas condiciones ideales de humedad y temperatura para su crecimiento. Éste, en efecto, comienza a crecer con rapidez, matando así a la hormiga, y produciendo numerosas hifas que fijan su cadáver a la hoja. Cuando el hongo ha madurado lo suficiente, su llamado cuerpo fructífero, estructura que contiene las nuevas esporas, surge de la cabeza del cadáver de la hormiga para esparcirlas al exterior e infectar así a nuevas hormigas.

Cordyceps es un parásito muy dañino ya que, de no ser combatido con eficacia, puede barrer por completo colonias enteras de hormigas carpinteras. Por esta razón, durante la evolución de esta interacción entre el hongo y las hormigas, éstas han “aprendido” a detectar a las obreras infectadas antes de que puedan fijarse a una hoja y producir nuevas esporas. Si una obrera infectada es identificada por otra no infectada, ésta la atrapa con sus mandíbulas y la transporta lejos del hormiguero, donde las esporas del hongo no puedan alcanzarlo, protegiéndolo así de una destrucción casi cierta.

Fósiles reveladores

La aparición durante la evolución de estos comportamientos complejos, tanto de las hormigas que detectan a otras infectadas para retirarlas, como del hongo, que a lo largo de la evolución a “aprendido” a modificar de manera muy particular y para su ventaja el comportamiento de su huésped, la hormiga, indican que la relación entre estas especies debía ser muy antigua. Para confirmarlo hacía falta, como siempre en ciencia, adquirir alguna evidencia. Esto es lo que acaba de conseguir el Dr. David Hughes, de la Universidad de Harvard.

Tras regresar con estas ideas de un viaje de investigación a Tailandia, donde estudió otros aspectos aún desconocidos de la biología de Cordyceps y su relación con la hormiga carpintera, el Dr. Hughes contactó con el Dr. Conrad Labandeira, un paleoecólogo del museo Smithsonian de Ciencia Natural de los EE.UU. El Dr. Labandeira contaba con una colección de hojas fósiles que tal vez podían guardar restos fosilizados de los ancestros de las hormigas modernas infectadas por los ancestros de Cordyceps actual. Para sorpresa del Dr. Hughes, el Dr. Labandeira le confesó que, en efecto, las hojas fósiles contenían extrañas muescas en sus venas que le habían intrigado enormemente durante años y para las que seguía careciendo de explicación.

El estudio detallado de las marcas en los fósiles de las hojas, fósiles de unos 48 millones de años de antigüedad, ha demostrado, en efecto, que corresponden a cadáveres de hormigas, muy probablemente infectadas por un hongo similar a Cordyceps. Los investigadores han publicado estos resultados en el último número de la revista especializada Biology letters. Así pues, esta extraña relación entre hongo y hormiga parece existir desde hace, al menos, 48 millones de años, pero puede ser aún más antigua. Nuevos estudios en busca de marcas dejadas por los cadáveres de hormigas en hojas fosilizadas aún de mayor edad podrán, quizá un día, elucidar cuándo apareció este extraordinario parasitismo y cómo llegó a hacerlo.

Estudios como éste quizá no conduzcan a curar enfermedad alguna, como por otra parte tampoco conducirán a este fin estudios de, por ejemplo, planetas extrasolares o púlsares lejanos. Sin embargo, sí conducen a aumentar nuestro asombro sobre lo maravilloso que es el universo, la vida y lo extraordinario que resulta lo que sucede y ha sucedido en nuestro pequeño planeta, perdido en la inmensidad del cosmos. Es de esperar que esto nos induzca a modificar nuestro comportamiento, en lo posible, para cuidarlo y conservarlo.

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