La amputación de miembros para evitar la muerte por infección es una práctica médica muy antigua; en humanos, hay indicios que se remontan a hace unos 31 000 años, un niño en una cueva de Borneo, Indonesia. Se ha publicado en Current Biology que las hormigas carpinteras de Florida (Camponotus floridanus) amputan las patas dañadas de sus compañeras para mejorar su supervivencia ante infecciones. El primer ejemplo animal (no humano) del uso de la cirugía para tratar a individuos infectados (algo que ni siquiera está documentado entre primates). Además, las hormigas amputan las patas heridas de sus compañeras de nido en las lesiones de fémur, pero no lo hacen en las de tibia. La propagación de patógenos es más lenta en las lesiones del fémur que en las lesiones de la tibia, luego amputar la tibia no mejoraría la supervivencia. Resulta fascinante que las hormigas sean capaces de diferenciar entre los tipos de heridas y adaptar su tratamiento, máxime cuando solo tienen unas 250 mil neuronas.

Muchanimales aplican por instinto sustancias antimicrobianas en sus heridas. Entre las hormigas se usan las secreciones de la glándula metapleural (que está entre el tórax y el abdomen). Por desgracia, esta glándula ha desaparecido en algunos géneros de hormigas, como Camponotus, que tienen que recurrir a una vía alternativa. Los experimentos conductuales y microbiológicos con hormigas C. floridanus muestran que tras una lesión a la altura del fémur de una obrera, que es infectada con un patógeno (Pseudomonas aeruginosa), las compañeras de nido amputan la extremidad lesionada mordiendo la base (trocánter) de la pata hasta que se corta; este proceso requiere unos 240 ± 50 minutos. Los experimentos muestran que la amputación aumenta de forma significativa la supervivencia (en comparación con no recibirla). Usando hormigas aisladas del nido, que son amputadas por los investigadores tras una herida infectada en el fémur y en la tibia, se ha mostrado que en el caso de la tibia la infección progresa muy rápido (porque el canal de hemolinfa en la tibia tiene una sección mucho mayor que en el fémur, por estar mucho menos musculada), con lo que solo se mejora la supervivencia si la amputación se realiza de forma inmediata a la infección.

Un resultado realmente sorprendente, que se publica en el artículo es Erik.T. Frank, Dany Buffat, …, Laurent Keller, «Wound-dependent leg amputations to combat infections in an ant society,» Current Biology 34: 1-6 (22 Jul 2024), doi: https://doi.org/10.1016/j.cub.2024.06.021. Me enteré de este artículo gracias a un tuit en X de Antonio J. Osuna Mascaró, @BioTay. Recomiendo disfrutar en YouTube de su charla «Cognición animal y humana», sobre el modelo mental de los coenobita (cangrejos terrestres que usan conchas) y el concepto de morfoespacio cognitivo, seguida de la charla de Juan I. Pérez Iglesias, @Uhandrea, «Los límites del conocimiento» (también muy recomendable) [YouTube].

Este vídeo muestra como una hormiga le corta una pata a la altura del trocánter a otra hormiga (marcada en color amarillo en el tórax) herida en una pata a la altura del fémur. En los experimentos controlados realizados se observa que en las heridas a nivel del fémur, la amputación por otras hormigas ocurre en el 76 % de los casos (13 de n = 17); pero en lesiones en la tibia, la amputación nunca ocurre (0 de n = 9). La amputación fue realizada, en promedio 240 ± 50 minutos después de la lesión (n = 8) y siempre siguió el mismo patrón; las hormigas compañeras de nido lamen la herida antes de subir por la extremidad lesionada con sus piezas bucales hasta llegar al trocánter, que muerden de forma repetida hasta que la pata herida ese amputada (como muestra el vídeo).

Este vídeo muestra una obrera herida (con el tórax marcado en amarillo) que recibe el cuidado de su herida de una compañera de nido. En las primeras 3 horas tras una lesión del fémur, las obreras pasaron una cantidad de tiempo similar en sus intentos de amputación (6.2 ± 8.8 min) que en su cuidado de la herida a lametazos (7.8 ± 6.3 min). En el cuidado de la herida, las compañeras de nido sujetan la pata lesionada con sus mandíbulas y sus patas delanteras, para poder lamer la herida durante varios minutos (como muestra este vídeo). Las obreras que fueron amputados a nivel del trocánter por sus compañeras de nido recibieron menos cuidado de la herida después de la amputación (39 ± 37 segundos) que después de la herida experimental en el fémur (468 ± 378 s). En relación a la diferencia entre lesiones en el fémur y en la tibia, se observó que el cuidado de las heridas dura más para las lesiones en la tibia (36 ± 10 minutos) que en las del fémur (18 ± 2.7 minutos, n = 9). Además, tras las primeras 6 horas tras la lesión, el tiempo de cuidado de las lesiones de tibia no se modifica, pero disminuye muy rápido para las lesiones de fémur.

En las heridas en la tibia la tasa de mortalidad fue del 95 % en 72 horas (n = 48), tras la aplicación de P. aeruginosa (aprox. 10⁵ bacterias en 10 μL de una solución salina tamponada con fosfato o PBS). Incluso si recibían una amputación por parte de los investigadores, lo que demuestra que, a diferencia de las heridas de fémur, la amputación experimental no es eficaz para reducir la mortalidad (n  = 24). Las hormigas solo amputan las patas para las heridas en el fémur (21 de n = 24 casos; como curiosidad, las 3 hormigas no amputadas, pero que fueron lamidas por sus compañeras, sobrevivieron). Esta figura ilustra las tasas de supervivencia acumulada (de Kaplan–Meier) para cuatro tratamientos, tanto en lesiones de fémur como de tibia: (1) exponer la herida a una solución de PBS estéril y aislar a la hormiga en una cámara independiente (color morado); (2) exponer la herida a una solución PBS contaminada con P. aeruginosa y aislar la hormiga (color rojo); (3) igual que en (2), pero amputando la pata por el trocánter una hora después de la herida infectada (color azul); y (4) igual que en (2), pero devolviendo la hormiga a su colonia (nido) tras la infección. Los resultados ilustran la utilidad de la amputación para la lesión de fémur y su inutilidad para la de tibia.

Se ha estudiado la posible causa de que la amputación en lesiones de tibia no tenga efecto positivo en la supervivencia: la circulación de la hemolinfa que puede distribuir el patógeno por el cuerpo. El fémur está mucho más musculado, con una sección muscular de 65 632 μm², una diez veces mayor que en el caso de la tibia, de solo 7 554 μm². Además, los canales para la hemolinfa en el tibia tienen una sección de 11 320 μm², casi el doble que los del fémur, 5 817 μm². La hipótesis es que esta diferencia contribuye a que los patógenos lleguen antes al sistema circulatorio de la hemolinfa en las lesiones de tibia que en las lesiones de fémur.

En resumen, la evolución de las especies nunca deja de sorprendernos, con comportamientos increíbles. Que las hormigas C. floridanus usen la amputación de miembros para salvar la vida de sus compañeras es asombroso. Por supuesto, se trata de una cirugía instintiva, en la que no hay ningún tipo de razonamiento biomédico. A pesar de ello, que la sociedades de hormigas apliquen un tratamiento diferenciado en función de la posición de la herida me parece un ejemplo muy bueno de esta donde puede llegar la selección natural de comportamientos complejos.