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# Biología# Comportamiento animal y cognición

Los pequeños granjeros de la naturaleza: hormigas cortadoras de hojas

Descubre cómo las hormigas cortadoras de hojas dan forma a los ecosistemas a través de técnicas agrícolas innovadoras.

Frederik Püffel, Victor Kang, Mia Yap, Mohammad Shojaeifard, Mattia Bacca, David Labonte

― 7 minilectura


Hormigas cortadoras deHormigas cortadoras dehojas: los granjeros dela naturaleza.hongo y remodelan su entorno.Aprende cómo las hormigas cultivan
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Cuando piensas en agricultores, podrías imaginar a gente en overoles cuidando cultivos, pero la hormiga cortadora de hojas es el agricultor de la naturaleza, ¡y no lleva ropa (por razones obvias)! Estos insectos diminutos están trabajando arduamente no solo recogiendo hojas, ¡sino cultivando su propia fuente de comida-Hongo! Con un talento especial para cortar y manejar material vegetal, las hormigas cortadoras de hojas han desarrollado técnicas impresionantes que muestran tanto su creatividad como su adaptabilidad.

El rol de las hormigas cortadoras de hojas en los Ecosistemas

Las hormigas cortadoras de hojas son importantes en muchos ecosistemas, especialmente en los Neotrópicos, que incluyen regiones como América Central y del Sur. Contribuyen a la salud de las plantas ayudando a ciclar nutrientes en el suelo. Llevan las hojas cortadas de vuelta a sus nidos, donde procesan este material vegetal para cultivar un tipo especial de hongo. Este hongo sirve como su fuente principal de alimento. Al hacer esto, estas industriosas hormigas también ayudan al crecimiento de nuevas plantas gestionando el ecosistema de manera efectiva.

De hecho, se estima que estas hormigas eliminan alrededor del 15% de la biomasa de hojas en las áreas donde se encuentran. Así que, de cierta manera, son el equipo de reciclaje de la naturaleza, limpiando y reutilizando hojas en hongo nutritivo.

Habilidades de alimentación: Los desafíos de cortar hojas

Ahora, vamos a lo más detallado de cómo estos pequeños bichos logran cortar hojas. Las hojas pueden ser duras; muchas plantas tienen defensas para protegerse de los insectos hambrientos. Algunas plantas son resbaladizas, mientras que otras tienen estructuras diminutas similares a pelos llamadas tricomas que pueden ser bastante irritantes. ¿Y alguna vez has intentado morder un pedazo grueso de cartón? ¡No es fácil!

Cuando las hormigas cortadoras de hojas intentan cortar hojas, enfrentan desafíos significativos. Primero, necesitan adherirse a superficies resbaladizas. Para hacer esto, tienen estructuras especiales en sus patas. Luego, tienen que lidiar con esos irritantes tricomas. Algunas hormigas tienen picos largos (llamados rostras) que les ayudan a llegar más allá de estas estructuras molestas. Por último, ciertas hojas son gruesas y duras, así que las hormigas han desarrollado músculos fuertes en la mandíbula reforzados con metales, permitiéndoles cortar incluso las hojas más obstinadas.

Tijeras versus cuchillo: Técnicas de corte explicadas

Hay un debate fascinante dentro de la mente de una hormiga cortadora de hojas cuando se trata de cortar hojas: ¿debería usar las tijeras o el cuchillo? ¡Y sí! ¡Oíste bien! Las hormigas pueden elegir entre dos técnicas de corte diferentes.

  1. Corte con cuchillo: Este es un corte directo, donde una mandíbula actúa como un punto fijo mientras que la otra se mueve a través de la hoja como un cuchillo. Imagina intentar cortar un pedazo de papel en el borde de una mesa-bastante sencillo, ¿no?

  2. Corte con tijeras: Ahora, este método es un poco más complicado. En lugar de que una mandíbula actúe sola, ambas mandíbulas trabajan juntas, como un par de tijeras. La hormiga crea un pequeño corte en la hoja primero y luego usa ese corte para hacer el corte más fácil.

Así como un chef aborda el corte de verduras, el método que elige una hormiga depende de la forma y dureza del borde de la hoja. Las hormigas tienden a preferir el corte con tijeras al lidiar con hojas que tienen cortes más anchos porque minimiza la posibilidad de doblar o romper la hoja inesperadamente.

El juego de fuerzas: ¿Qué está pasando?

En un juguetón tira y afloja con las hojas, las hormigas tienen que lidiar con muchas fuerzas. Cortar una hoja no se trata solo del acto físico de morderla. Hay una gran cantidad de estrés mecánico involucrado, especialmente en hojas delgadas. El ángulo del corte importa-no pueden simplemente empujar y tirar al azar. Los cortes más anchos tienden a requerir más fuerza para comenzar a cortar.

Cuando las hormigas cortadoras de hojas enfrentan una hoja con un corte ancho, pueden tener más dificultades para cortarla. Imagina intentar cortar un gran trozo de queso usando solo una mano en el cuchillo-incómodo, ¿verdad? Esto indica que las propiedades mecánicas de la propia hoja pueden dictar qué tan bien las hormigas pueden acceder a su comida.

El papel del grosor y la geometría

Curiosamente, el grosor de las hojas que están cortando también juega un papel crítico en su éxito. Las hojas más gruesas pueden ser más rígidas, resistiendo las fuerzas que aplican las hormigas. Tienen una mayor capacidad para soportar el doblado (o colapso) que las hojas más delgadas.

Cuando las hormigas cortadoras de hojas lidian con una hoja más gruesa, pueden tener que usar más esfuerzo para cortarla. Este esfuerzo extra puede crear desafíos, especialmente cuando las mandíbulas de la hormiga están desgastadas por la edad. Así como las herramientas se rompen después de mucho uso, la efectividad de las mandíbulas de la hormiga puede disminuir con el tiempo, dificultando el corte a través de materiales más duros.

Usando materiales sabiamente: Por qué las hormigas usan pseudoleaves

Para experimentar y entender mejor las técnicas de corte, los investigadores a menudo usan materiales como silicona (conocida como PDMS) para imitar hojas reales. Estas “pseudoleaves” permiten mediciones consistentes y proporcionan una plataforma muy confiable para que las hormigas corten.

Al comparar el comportamiento de corte de las hormigas en hojas reales y en pseudoleaves, los científicos descubren que las hormigas adaptan sus métodos según las propiedades del material. Esto es como cuando un cocinero podría ajustar sus habilidades con el cuchillo dependiendo de si está picando un pimiento dulce suave o una zanahoria dura.

Una mirada a la Comunidad de hormigas

Las hormigas cortadoras de hojas no operan en aislamiento. Su capacidad para adaptar sus estrategias de corte también está influenciada por la dinámica de la comunidad en sus colonias. La colonia consta de hormigas de diferentes tamaños, cada una desempeñando diferentes roles. Las hormigas más grandes tienden a enfrentarse a hojas más duras, mientras que las más pequeñas pueden manejar tareas más ligeras.

Esta división del trabajo significa que la colonia puede recolectar eficientemente una variedad de fuentes de alimento. No son solo un montón de hormigas solitarias corriendo por ahí; trabajan juntas sin problemas. Si una hormiga enfrenta dificultades con una cierta hoja, hay otra para ayudar, mostrando un espíritu comunitario notable.

Todo sobre la eficiencia en el corte

Para resumirlo todo, las hormigas cortadoras de hojas no son solo criaturas simples que mordisquean hojas. Son cosechadoras sofisticadas que han evolucionado diversas habilidades técnicas para optimizar el corte de hojas. Su elección de técnicas de corte depende en gran medida de los desafíos mecánicos que imponen las propias hojas. Y no olvidemos su capacidad para comunicarse y trabajar en equipo, lo que las hace particularmente efectivas en la recolección de alimento.

En la carrera por la supervivencia, estos pequeños agricultores han creado un nicho único en su ecosistema, cortando una hoja a la vez. Así que, la próxima vez que veas una hormiga, recuerda: ¡puede ser el héroe no reconocido en el gran jardín de la naturaleza!

Fuente original

Título: Behavioural biomechanics: leaf-cutter ant cutting behaviour depends on leaf edge geometry

Resumen: Leaf-cutter ants cut fresh leaves to grow a symbiotic fungus as crop. During cutting, one mandible is typically anchored onto the leaf lamina while the other slices through it like a knife. When initiating cuts into the leaf edge, however, foragers sometimes deviate from this behaviour, and instead used their mandibles symmetrically, akin to scissors. In-vivo behavioural assays revealed that the preference for either of the two cutting strategies depended on leaf edge geometry, and differed between natural leaf margins that were straight or serrated with notch-like folds: leaf-cutter ants displayed a strong preference for scissor-cutting when leaf edges were straight or had wide notches. This preference, however, reversed in favour of knife-cutting when notches were narrow. To investigate whether this behavioural difference had a mechanical origin, we mimicked knife-cutting in ex-vivo cutting experiments: for wide notches, all but the sharpest mandibles failed to initiate cuts, or only did so at large forces, caused by substantial leaf buckling and bending. This increased force demand would substantially limit the ability of foragers to cut leaves, and so reduce the colonys access to food sources. Scissor-cutting may thus be an adaptation to the mechanical difficulties associated with bending and buckling of thin leaves.

Autores: Frederik Püffel, Victor Kang, Mia Yap, Mohammad Shojaeifard, Mattia Bacca, David Labonte

Última actualización: 2024-12-10 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.06.626987

Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.06.626987.full.pdf

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

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