Desbloqueando los secretos de las hormigas Lasius

Las hormigas son criaturas pequeñas pero poderosas que juegan roles importantes en nuestros ecosistemas. Entre los muchos tipos de hormigas, el género Lasius incluye un grupo diverso de Especies conocidas por sus comportamientos interesantes y estructuras sociales. Este artículo echa un vistazo más de cerca a las hormigas Lasius, su clasificación, los desafíos para identificarlas y los últimos métodos para estudiarlas con más precisión.

#¿Qué es una especie?

En biología, una especie se entiende a menudo como un grupo de organismos que pueden reproducirse entre sí pero que normalmente no se cruzan con otros grupos. Sin embargo, cuando se trata de identificar especies, las cosas pueden volverse un poco complicadas. Los científicos a menudo se basan en las características físicas de los organismos para clasificarlos, en lugar de sus comportamientos reproductivos. Esto puede llevar a confusiones, especialmente entre especies que se ven muy similares pero que son genéticamente distintas.

#El desafío de identificar las hormigas Lasius

El género Lasius consiste en 86 especies diferentes y se encuentra principalmente en la región Holártica, que incluye partes de Europa, Asia y América del Norte. Muchas de estas especies son difíciles de distinguir ya que pueden verse casi idénticas. Esto hace que estudiarlas, particularmente en la muestreo de población, sea todo un desafío. Si los científicos no pueden identificar con precisión la especie, sus hallazgos de investigación podrían estar errados.

Para añadir a la confusión, hay muchos casos de “especies crípticas”, aquellas que se ven iguales pero que en realidad son especies diferentes. Identificar estas especies requiere taxónomos habilidosos que puedan examinar rasgos físicos, lo cual puede llevar mucho tiempo y requiere mucha experiencia. Aquí es donde surge la necesidad de mejores formas de identificar estas hormigas.

#La llegada del Código de barras de ADN

Una forma emocionante de identificar especies es a través del código de barras de ADN, que utiliza información genética para distinguir entre ellas. El marcador genético comúnmente usado para hormigas es una parte específica del gen mitocondrial llamada citocromo c oxidasa I (COI). Este gen cambia lo suficiente rápido para ayudar a diferenciarlas, pero no tan rápido como para perder fiabilidad. Desafortunadamente, centrarse solo en este gen mitocondrial tiene sus desventajas.

El ADN mitocondrial se hereda de la madre, por lo que no muestra la mezcla que puede ocurrir cuando las especies se híbridan o cruzan. La Hibridación, que es el proceso en el que diferentes especies se aparean y tienen descendencia, es más común de lo que se pensaba. Al analizar el ADN nuclear, los científicos pueden obtener una imagen más clara de cómo interactúan las diferentes especies y qué patrones de hibridación podrían estar ocurriendo. Sin embargo, este método también tiene sus desafíos; siempre existe el riesgo de Contaminación, lo que puede empañar los resultados.

#La necesidad de técnicas novedosas

Debido a que identificar hormigas Lasius puede ser tan complicado, hay una necesidad urgente de nuevos métodos para limpiar los datos y asegurar resultados precisos. El proyecto de ciencia ciudadana Opération Fourmis proporcionó una oportunidad perfecta para estudiar estas hormigas en Suiza. Al recolectar muestras de varios lugares, los investigadores buscaban identificar las especies con precisión.

En total, los investigadores recolectaron más de 3,000 hormigas trabajadoras e intentaron identificarlas con la ayuda de taxónomos expertos. Planeaban combinar métodos tradicionales con técnicas genéticas modernas para asegurar una mejor precisión.

#Muestreo y extracción de ADN

Los investigadores recolectaron hormigas trabajadoras del proyecto Opération Fourmis y mediante muestreo estructurado alrededor del cantón de Vaud en Suiza. Se tomaron aproximadamente 10 trabajadores de cada colonia y se prepararon para la extracción de ADN. Al final, tenían más de 1,000 hormigas trabajadoras listas para pruebas genéticas.

Para identificar estas hormigas, los científicos tomaron una hormiga al azar de cada colonia y utilizaron métodos para extraer ADN de sus patas. Al usar varias técnicas genéticas, podrían comparar los resultados del código de barras de ADN con la identificación morfológica hecha por expertos.

#Secuenciación genética

Después de extraer el ADN, se realizó la secuenciación para leer el material genético. Los investigadores utilizaron dos técnicas principales: un método llamado secuenciación RAD para obtener información genética y el análisis del gen COI para la identificación de especies.

La secuenciación de ADN fue manejada por instalaciones especializadas, donde protocolos específicos aseguraron que se amplificara suficiente material genético para las pruebas. El objetivo era tener secuencias de ADN fiables que pudieran usarse para identificar qué especies estaban presentes en las muestras.

#Cómo la contaminación afecta los resultados

Uno de los mayores problemas descubiertos durante el estudio fue la contaminación de los datos genéticos. Imagina tratar de encontrar una aguja en un pajar, pero el pajar está lleno de trozos de otras agujas de diferentes pajares; así es como se siente la contaminación en las pruebas genéticas. Puede llevar a suposiciones incorrectas sobre las especies o incluso dar la impresión de hibridación donde no la hay.

Para abordar este problema, los investigadores tuvieron que desarrollar nuevos métodos para limpiar los datos y garantizar que reflejaran solo las hormigas Lasius que estaban estudiando. Usaron una técnica llamada mapeo competitivo, que implicaba mapear las lecturas de ADN de las hormigas Lasius contra los genomas de otras especies de hormigas para filtrar datos no deseados.

#Control de calidad: un imprescindible

El control de calidad es esencial en cualquier estudio científico. Sin él, los investigadores podrían sacar conclusiones erróneas basadas en datos contaminados o de baja calidad. Los científicos desarrollaron rigurosos procesos para evaluar la calidad de sus datos genéticos, asegurándose de que solo se consideraran resultados fiables.

Al combinar varias estrategias para manejar la contaminación, tenían como objetivo mantener representaciones precisas de la composición genética de las hormigas Lasius que habían muestreado.

#Identificación de especies: un proceso en múltiples pasos

Después de limpiar los datos, los investigadores buscaron determinar la especie de las hormigas individuales. Usaron técnicas como gráficos de escalado multidimensional (MDS) y un programa llamado ADMIXTURE para analizar relaciones genéticas e identificar a qué especies pertenecían las muestras.

Este enfoque les permitió comparar métodos de identificación tradicionales con análisis genéticos, creando una imagen más clara de las especies presentes en sus muestras. Cualquier muestra que mostrara signos de ascendencia híbrida también fue anotada, brindando información sobre la diversidad genética de las poblaciones.

#Los resultados: una bolsa mixta

El análisis encontró que una parte significativa de las hormigas pudo ser identificada correctamente basándose en datos genéticos. De hecho, se hicieron varias correcciones a las identificaciones erróneas iniciales, y muestras ambiguas pudieron ser asignadas a especies específicas gracias a las ideas genéticas.

Curiosamente, solo se identificó un individuo híbrido, lo que demuestra que los híbridos entre las especies Lasius pueden ser menos comunes de lo que se esperaba. Tales hallazgos arrojan luz sobre la dinámica dentro del género Lasius y sus comportamientos de apareamiento.

#Entendiendo la hibridación

La hibridación puede llevar a resultados fascinantes en el reino animal. En el caso de las hormigas Lasius, los investigadores encontraron que los individuos híbridos a menudo tenían predominantemente material genético de una especie mientras llevaban mitocondrias de la otra especie. Esto puede proporcionar pistas sobre la historia de interacciones entre las dos especies.

El híbrido identificado tenía una ascendencia mayormente de una especie, pero su gen COI se alineaba con el otro, indicando una hibridación previa entre las especies.

#El rol de los comportamientos ecológicos

Varios comportamientos entre las diferentes especies de Lasius podrían influir en la frecuencia con la que se hibridan. Algunas especies practican parasitismo social, donde una especie invade la colonia de otra y se apodera de ella. Podrías pensar que un contacto tan cercano llevaría a más hibridación, pero el estudio no encontró individuos híbridos entre especies parasitarias y especies huésped. Esto sugiere que puede haber barreras que impiden estos "desajustes" naturales.

#Reflexiones finales

El estudio sobre las hormigas Lasius destaca los desafíos y complejidades en la identificación de especies y la comprensión de la hibridación. Al usar métodos genéticos innovadores junto con técnicas tradicionales, los investigadores pudieron navegar por las difíciles aguas de la identificación de especies.

A medida que la ciencia continúa avanzando, también lo hace nuestra comprensión del pequeño pero significativo mundo de las hormigas. ¿Quién diría que criaturas tan diminutas pudieran tener tantos secretos?

En el gran esquema de las cosas, descubrir más sobre estas hormigas puede ayudarnos a entender mejor los ecosistemas y apreciar las vidas escondidas de criaturas que a menudo pasan desapercibidas. Así que, la próxima vez que veas una hormiga, recuerda: ¡puede que tengan más historias que contar de las que piensas!