El origen de las castas en las hormigas del género Pheidole

Las hormigas Pheidole obtusospinosa tienen tres castas asexuadas: obreras menores, soldados y supersoldados. No tienen alas, pero presentan vestigios de los discos alares durante su desarrollo. Según un artículo en Nature, la presencia de estos vestigios regula la proporción (alometría) entre el tamaño de la cabeza y del cuerpo. Más aún, las colonias pueden regular socialmente el crecimiento de estos discos alares para mantener la proporción de obreras menores frente a soldados. Estos mecanismos también actúan en otras hormigas del género Pheidole.

Lo que determina que las larvas se conviertan en obreras menores o en soldados es una hormona juvenil, cuya producción está controlado de forma social gracias a la alimentación. Las larvas de las obreras menores (MW) carecen de vestigios de los discos alares, mientras que las de los soldados (SD) tienen un par de pequeños vestigios, que son enormes en las larvas de los supersoldados (XSD). Estos vestigios de discos alares desaparecen de las larvas cuando se convierten en hormigas adultas. Usando ARN de interferencia (RNAi) del gen vg (vestigial) se ha comprobado que estos vestigios de discos alares regular la proporción alométrica entre el tamaño de la cabeza y del cuerpo.

Un resultado curioso que da respuesta a una incógnita que ya se planteó Darwin en 1859. El artículo es Rajendhran Rajakumar, Sophie Koch, …, Ehab Abouheif, “Social regulation of a rudimentary organ generates complex worker-caste systems in ants,” Nature (10 Oct 2018), doi: 10.1038/s41586-018-0613-1. Sobre el efecto de la nutrición en la determinación de la casta recomiendo Christian Metzl, Diana E. Wheeler, Ehab Abouheif, “Wilhelm Goetsch (1887 – 1960): pioneering studies on the development and evolution of the soldier caste in social insects,” Myrmecological News 26: 81-96 (2018), [open access], y Diana E. Wheeler, H. Frederik Nijhout, “Soldier Determination in Ants: New Role for Juvenile Hormone,” Science 213: 361-363 (1981), doi: 10.1126/science.213.4505.361.

La hormona juvenil (JH) actúa en dos fases del desarrollo, cuya producción se regula mediante la alimentación y mediante una feromona inhibitoria (que evita la producción de soldados cuando su número supera entre el 5-10%). En la primera determina las hembras que se trasnformarán en reinas. En la segunda qué hembras acabarán siendo obreras menores y soldados. Mediante RNAi de vg se ha logrado (flechas naranjas y rojas) producir un 100% de obreras menores o de soldados, demostrando su papel como regulador de las castas. Más aún, de este modo se puede controlar la alometría de las hormigas, la desproporción entre el tamaño de su cabeza y su cuerpo, generando variantes intermedias no observadas en la Naturaleza.

Me resulta muy curioso que los vestigios de discos alares sean los que determinen el tamaño de la cabeza y del cuerpo, así como su relación mutua. Ya se sabía que la alimentación y una feromona inhibitoria que se activa por interacción social controlaban este aspecto. Pero, por lo que parece, el papel de los vestigios de discos alares es toda una sorpresa. ¿Qué opinará a sus 89 años Edward O. Wilson sobre este descubrimiento?

1 comentario

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daniel daniel

Ciertamente Darwin prestó atención a lo que él llamó variación correlativa. Lo estudia especialmente en el capítulo V del Origen de las especies.

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