hormigas cortadoras de hojas

El asteroide que puso fin a la era de los dinosaurios hace unos 66 millones de años aparece ahora dos veces en la historia de cómo las hormigas llegaron a dominar el planeta. Un estudio genómico publicado en Science Advances detectó periodos de intensa actividad de los llamados "genes saltarines" en importantes linajes de hormigas poco después del impacto. El hallazgo coincide con una investigación previa del Smithsonian, según la cual las hormigas comenzaron a cultivar hongos en ese mismo momento.

Considerados en conjunto, los dos estudios describen una misma catástrofe que abrió varias puertas evolutivas a la vez: una línea de evidencia proviene del propio ADN de las hormigas y la otra, de los hongos que aprendieron a cultivar.

La investigación también tiene relación con las hormigas que viven hoy bajo nuestros pies. El autor principal del nuevo estudio lleva años demostrando que ese mismo ADN móvil ayuda al menos a una especie de hormiga invasora a adaptarse rápidamente a nuevos ambientes, un vínculo que conecta la historia antigua con los actuales desafíos de control de plagas y conservación.

Una segunda línea de evidencia en el mismo momento

En octubre de 2024, el entomólogo del Smithsonian Ted Schultz y sus colegas informaron en Science que las hormigas comenzaron a cultivar hongos hace unos 66 millones de años. Para llegar a esa conclusión analizaron datos genéticos de 475 especies de hongos y 276 especies de hormigas. El impacto interrumpió la fotosíntesis y acabó con grandes cantidades de plantas, unas condiciones que favorecieron a los hongos que se alimentan de materia en descomposición. "Los eventos de extinción pueden ser enormes desastres para la mayoría de los organismos, pero en realidad pueden ser positivos para otros", dijo Schultz en el comunicado del Smithsonian.

El nuevo estudio, dirigido por Lukas Schrader, del Instituto de Evolución y Biodiversidad de la Universidad de Münster, aborda ese mismo periodo desde el interior del genoma. Según la Universidad de Münster, el equipo comparó los genomas de 163 especies de hormigas pertenecientes a 12 de las 16 subfamilias que existen actualmente y reconstruyó la actividad de los elementos transponibles durante unos 100 millones de años.

Los elementos transponibles, conocidos a menudo como genes saltarines, son secuencias de ADN capaces de copiarse y desplazarse a nuevas posiciones dentro del genoma. Durante mucho tiempo, los científicos los consideraron parásitos genómicos. Ahora muchos los ven como una fuente de materia prima para el cambio evolutivo, porque cada inserción puede alterar, duplicar o reconfigurar genes cercanos.

Genes saltarines y la química de la vida en colonia

Los investigadores encontraron periodos independientes de actividad de genes saltarines en los antepasados de los principales grupos de hormigas durante el Paleógeno temprano, poco antes de que esos grupos se diversificaran en miles de especies. En la actualidad, los linajes que contienen más elementos transponibles también suelen ser los que tienen más especies vivas, informó ScienceDaily.

"El impacto del asteroide tuvo consecuencias dramáticas para el ambiente", dijo Schrader. Su equipo sostiene que el ADN móvil es el vínculo genómico entre esa transformación y la rápida diversificación que ocurrió después.

El estudio también relaciona esos periodos de actividad con la expansión de las familias de genes de receptores olfativos. Las hormigas se orientan, reconocen a sus compañeras de nido y coordinan sus colonias casi exclusivamente mediante el olfato, de modo que un mayor número de genes receptores pudo haberles ofrecido más formas de detectar e interpretar señales químicas. La universidad señaló que se han registrado periodos similares de actividad de genes saltarines durante fases de rápida aparición de nuevas especies en primates y murciélagos.

De los antiguos periodos de actividad a las invasiones actuales

Los trabajos anteriores de Schrader ofrecen un paralelo moderno. En un estudio publicado en 2014 en Nature Communications, él y sus colegas descubrieron que la hormiga invasora Cardiocondyla obscurior posee grupos de elementos transponibles, llamados islas de TE, que evolucionan más rápido que el resto de su genoma. El equipo concluyó que esas regiones ayudan a explicar cómo una población fundadora con poca diversidad genética puede adaptarse a nuevos hábitats.

Esto es relevante porque las hormigas invasoras generan altos costos. Especies como la hormiga roja de fuego importada se han extendido por el sur de Estados Unidos, donde dañan cultivos, pican a personas y mascotas y desplazan a insectos nativos. El nuevo estudio no analiza especies invasoras, y sería exagerado afirmar que los genes saltarines explican una invasión específica. Sin embargo, refuerza la idea de que el ADN móvil es una herramienta recurrente que las hormigas utilizan cuando los ambientes cambian rápidamente.

Las consecuencias ecológicas operan en ambos sentidos. Las hormigas airean el suelo, dispersan semillas, reciclan nutrientes y sirven de alimento para aves y otros animales silvestres. Entender qué las ayudó a recuperarse de una extinción masiva ofrece una perspectiva poco común y de largo plazo sobre la forma en que la biodiversidad se recupera después de una conmoción global.

Vacíos en la cronología genómica

Los hallazgos tienen límites claros: el nuevo estudio muestra una asociación entre la actividad de los genes saltarines y la riqueza de especies, pero no demuestra que esos elementos hayan causado la diversificación de las hormigas. La cronología fue reconstruida a partir de genomas de especies vivas, no leída directamente en fósiles, y cuatro subfamilias actuales de hormigas no fueron incluidas en la muestra.

Se trata de un análisis genómico comparativo, revisado por pares y publicado en Science Advances, financiado por la Fundación Alemana de Investigación, sin financiación de la industria reportada. El estudio encontró un patrón que vincula una mayor presencia de elementos transponibles con un mayor número de especies, así como periodos de actividad posteriores al impacto. No identificó los cambios genéticos específicos que produjeron nuevas especies ni modifica las recomendaciones para el control de plagas en el hogar.

La investigación sobre el cultivo de hongos también enfrenta incertidumbres, ya que los relojes moleculares tienen márgenes de error de millones de años. Aun así, dos métodos independientes —uno que rastrea el ADN de las hormigas y otro que sigue sus cultivos— apuntan ahora al mismo periodo. Nature World News informó previamente sobre el análisis de 163 genomas en su cobertura anterior de los periodos de actividad de los genes saltarines. Entre los siguientes pasos descritos por los investigadores están vincular inserciones individuales con genes receptores específicos y comprobar si aparecen periodos similares de actividad en otros grupos de insectos que prosperaron después del impacto.

Lo que quieren saber los lectores

¿Qué encontró el nuevo estudio sobre las hormigas? En 163 genomas de hormigas, los linajes con más genes saltarines son también los que tienen más especies vivas. Además, los principales linajes mostraron periodos de intensa actividad de esos genes poco después del impacto del asteroide, hace unos 66 millones de años.

¿Qué son los genes saltarines? Son elementos transponibles, secuencias de ADN que pueden copiarse y desplazarse dentro de un genoma, modificando en ocasiones la forma en que funcionan los genes cercanos.

¿Qué papel cumple el cultivo de hongos en esta historia? Un estudio del Smithsonian publicado en 2024 concluyó que las hormigas comenzaron a cultivar hongos hace unos 66 millones de años, cuando el impacto creó condiciones favorables para esos organismos.

¿Los genes saltarines provocaron la diversificación de las hormigas? El estudio muestra una asociación, no una prueba de causalidad. Los investigadores creen que los elementos pudieron contribuir al proceso, especialmente mediante la expansión de genes relacionados con el olfato.

¿Esta investigación ayuda a entender las hormigas invasoras? No directamente. Un trabajo independiente del autor principal muestra que los genes saltarines ayudan a una especie de hormiga invasora a adaptarse rápidamente, pero el nuevo estudio no analizó especies invasoras.

¿Esto cambia la manera en que debo controlar las hormigas en casa? No. Los hallazgos no modifican ninguna recomendación para el control de plagas.