Los investigadores de la Universidad de Boston determinaron que las obreras de la hormiga Stigmatomma pallipes desarrollan gran parte de su cerebro durante la etapa de pupa, antes de emerger como adultas.
El análisis, realizado con ejemplares recolectados en bosques cercanos a Boston, Massachusetts, y mediante imágenes tridimensionales del tejido cerebral, ayuda a explicar por qué estos insectos pueden cazar y cuidar larvas desde sus primeros días de vida adulta.
La especie pertenece al grupo conocido como hormigas Drácula, ya que las adultas pueden perforar la piel de las larvas y alimentarse de hemolinfa, un fluido semejante a la sangre que circula por el cuerpo de los insectos. Sus colonias viven bajo tierra y reúnen menos de 20 ejemplares.
El trabajo, difundido por Phys.org y publicado en la revista Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences compara la maduración de esta especie con la de otras hormigas en las que las obreras jóvenes permanecen primero en el nido, dedicadas al cuidado de las crías, antes de salir a buscar alimento.
En numerosas sociedades de hormigas y abejas, las responsabilidades cambian con la edad. Las obreras jóvenes suelen alimentar o proteger a las larvas, mientras que las de mayor edad se ocupan de buscar comida fuera del nido. Ese reparto de funciones vinculado al paso del tiempo se conoce como polietismo temporal.
Sin embargo, S. pallipes no presenta esa especialización según la edad. Las obreras jóvenes se distinguen de las maduras apenas por una pigmentación algo más clara en las patas y en el gáster, la parte posterior del abdomen. En términos de conducta, ambas pueden cumplir todas las tareas de la colonia.
En esta hormiga, la búsqueda de alimento y la atención a las larvas están estrechamente conectadas. Las trabajadoras pican y paralizan ciempiés, que luego transportan hasta el nido para que las larvas se alimenten. También participan activamente en la alimentación, una característica que contribuye a la organización particular de la especie.
"Las obreras también se alimentan de la hemolinfa larval", señaló Frank Azorsa, primer autor del estudio. La combinación de estas conductas permite que las ejemplares recién adultas estén preparadas para actuar tanto dentro como fuera del nido, sin atravesar una etapa inicial limitada al cuidado de las crías.
Para observar cómo cambia el cerebro durante el desarrollo, el equipo estudió obreras en cuatro momentos: pupas de dos etapas diferentes, jóvenes y maduras. Las pupas de la primera etapa eran blancas; en la segunda, adquirían tonos que iban del marrón claro al oscuro, cercanos a la eclosión.
Los científicos diseccionaron el órgano cerebral y los tiñeron para detectar sinapsina, una proteína localizada en las sinapsis, los puntos de comunicación entre células nerviosas.
Después utilizaron microscopía confocal, una técnica que emplea un láser para obtener imágenes de capas de tejido a distintas profundidades, y un programa informático para medir el volumen de varias regiones cerebrales.
Los resultados indicaron que el cerebro total y la mayoría de sus regiones especializadas alcanzan su tamaño máximo durante la fase de pupa. Es decir, el crecimiento principal se completa antes de que la hormiga se convierta en adulta, a diferencia de lo que ocurre en especies con una división de trabajo ligada a la edad.
El tamaño cerebral permaneció relativamente estable después de la eclosión, aunque Azorsa señaló que las conexiones entre las neuronas siguen reorganizándose con el tiempo. Este proceso, llamado "remodelación sináptica", ocurre en el cuerpo fungiforme, una zona del cerebro de los insectos que interviene en el procesamiento de información compleja.
La investigación también encontró una relación entre la duración del desarrollo y la conducta posterior. S. pallipes, considerada una especie precocial ?capaz de desempeñar tareas complejas poco después de alcanzar la adultez?, tarda más tiempo en desarrollarse y llega a esa etapa con un cerebro preparado para cazar y atender larvas.
El autor comparó este patrón con dos formas de desarrollo presentes en vertebrados: los bebés humanos son altriciales, lo que significa que necesitan cuidados intensivos mientras maduran en el plano conductual y neurológico. En contraste, los animales precociales requieren menos asistencia al nacer porque poseen capacidades más desarrolladas.
Según los resultados, las hormigas con comportamientos altriciales y precociales también siguen trayectorias distintas en la formación de su cerebro. Un periodo más extenso de formación permitiría a las obreras emerger de la pupa con la capacidad necesaria para responder a tareas exigentes desde el comienzo de su vida adulta.
El investigador trabaja ahora con Joel Vizueta, de la Universidad de Copenhague, para buscar genes que regulen el crecimiento cerebral específico de las castas. El objetivo es examinar las diferencias entre obreras y reinas, así como los mecanismos que intervienen en la distribución de actividades dentro de las colonias.
"Comprobaremos si la evolución de rasgos sociales elaborados y la división del trabajo están asociadas a trayectorias divergentes en el desarrollo cerebral", afirmó Azorsa. El proyecto incluirá comparaciones de la estructura del cerebro, de los tipos de células nerviosas y de la regulación genética de cada una.
