Descubren que una proteína puede convertir a hormigas trabajadoras en reinas

Redacción Internacional.- Un ligero ajuste en la activación de una sola proteína podría determinar si algunas hormigas se convierten en trabajadoras humildes o reinas reproductoras, según un nuevo estudio publicado en Cell.

Si bien la mayoría de las especies de hormigas nacen en una casta particular en su colonia, con poca o ninguna habilidad para ascender en la escala social, la hormiga saltarina de Jerdon (Harpegnathos saltator) es diferente.

Cuando una reina de esta especie muere, los trabajadores de la colonia se enfrentan a duelo por quién ocupa su lugar. Las hormigas que finalmente resultan victoriosas se convierten en lo que se conoce como gamergates. Dejando a un lado su trabajo de búsqueda de alimento, estos individuos, en cambio, dan órdenes a otras hormigas y pasan su tiempo reproduciéndose y poniendo huevos, esencialmente asumiendo el papel de la reina, dice Science Alert.

Estudios anteriores han demostrado que la transición viene con cambios en el cerebro de la hormiga, incluidas diferentes expresiones genéticas, diferentes niveles hormonales y diferentes composiciones celulares. Estas hormigas reinantes también viven unas cinco veces más que otras hormigas obreras.

Pero, ¿qué desencadena exactamente esta increíble transformación de la mediana edad? Hasta ahora, ha sido principalmente un misterio.

El misterio ¿está resuelto?

«Los cerebros de los animales son plásticos, es decir, pueden cambiar su estructura y función en respuesta al medio ambiente», explica el biólogo molecular Roberto Bonasio de la Universidad de Pensilvania.

Para explorar más la idea de la plasticidad del cerebro, Bonasio y sus colegas llevaron a cabo una serie de experimentos con hormigas saltarinas de Jerdon, en los que sus neuronas estaban expuestas a diferentes niveles de hormonas, dice Science Alert.

El equipo centró su atención en dos hormonas, en particular la hormona juvenil III (JH3) y la hormona ecdiesteroide 20-hidroxiecdisona (20E). Se cree que ambos regulan el comportamiento social de las hormigas e incluso de algunos otros insectos sociales, como las abejas.

En el estudio actual, cuando se inyectaron cerebros de hormigas con un análogo de JH3, los autores encontraron que disminuyó su actividad de caza. Por otro lado, cuando se inyectó 20E en el cerebro, estimuló la activación de los ovarios.

Los hallazgos sugieren que hay algo en las vías de señalización de estas hormonas que determina el cambio de una casta social a otra. Pero, ¿qué es el interruptor en sí?

Aislando neuronas específicas en los cerebros de las hormigas, los investigadores probaron cómo este mecanismo podría funcionar con más detalle en el laboratorio. En última instancia, ambas hormonas sociales parecieron influir en las neuronas de las hormigas activando un único factor proteico, conocido como el homólogo 1 de Krüppel (Kr-h1), dice Science Alert.

Kr-h1 es una especie de interruptor de luz, y las hormonas son los dedos, que activan o desactivan el estado del cerebro del trabajador o el estado del cerebro del jugador.

Específicamente, estas hormonas parecen afectar a qué genes Kr-h1 finalmente se une dentro de la célula neuronal.

Cuando esta proteína se elimina por completo de las neuronas de las hormigas, los investigadores encontraron que las hormigas gamergate comenzaron a actuar como trabajadoras y las hormigas obreras comenzaron a actuar como gamergates, dice Science Alert.

Sin embargo, por ahora, el mensaje clave es que parece haber múltiples comportamientos posibles escritos en el genoma de la hormiga, y la regulación genética puede afectar qué comportamiento finalmente se hace cargo.

«En otras palabras», dice la epigenética Shelley Berger de la Universidad de Pensilvania, «las partes del Dr. Jekyll y del Sr. Hyde ya están escritas en el genoma; todos pueden desempeñar cualquier papel, dependiendo de qué interruptores genéticos estén activados o apagados».