El papel del canibalismo en las reinas de hormiga
Las reinas de hormiga se comen a las larvas infectadas para controlar enfermedades y ahorrar energía.
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El canibalismo filial es un comportamiento donde los animales padres se comen a sus propias crías. Este comportamiento se puede encontrar en muchas especies y puede tener varios propósitos. Una explicación para este acto está relacionada con la presencia de parásitos. Por un lado, los padres pueden comer a las crías enfermas que probablemente no sobrevivirán. Haciendo esto, pueden ahorrar Energía y recursos para la reproducción futura. Por otro lado, si las crías tienen parásitos que podrían contagiar a los padres, esto podría desincentivar el canibalismo.
Mientras que algunos peces han sido observados comiendo sus huevos cuando están infectados con Enfermedades, el razonamiento detrás del canibalismo en colonias de hormigas es menos estudiado. Esta investigación muestra que las Reinas de hormigas, al iniciar una nueva colonia solas, consumen larvas enfermas antes de que se vuelvan contagiosas. Esta acción tiene dos propósitos principales: detiene la propagación de la infección y permite que la reina obtenga energía de las larvas comidas, que luego puede usar para producir más huevos.
Cuando las reinas de hormigas establecen una nueva colonia por su cuenta, muchas luchan por sobrevivir debido a amenazas como depredadores, hambre o infecciones. Aunque sabemos mucho sobre cómo las hormigas trabajadoras en una colonia madura defienden contra enfermedades, no se entiende bien cómo las reinas individuales se protegen a sí mismas y a sus crías. Este estudio se centra en las reinas de hormigas negras del jardín y su respuesta a las larvas infectadas.
Para probar esto, los investigadores expusieron algunas larvas a una infección fúngica y las dejaron solas por un día. Después de este tiempo, regresaron las larvas a las reinas y observaron las reacciones de las reinas. Los resultados mostraron que casi todas las larvas infectadas fueron comidas por las reinas, mientras que muy pocas larvas de control (que no estaban infectadas) fueron consumidas.
Los Beneficios del Canibalismo
A continuación, los investigadores querían ver si las reinas estaban canibalizando por la infección o simplemente porque las larvas estaban muertas. Al presentar a las reinas varios tipos de larvas, quedó claro que las infectadas se comían mucho más a menudo. Esta capacidad de detectar larvas infectadas antes de que puedan transmitir enfermedades juega un papel importante para las reinas. Sorprendentemente, el estudio descubrió que comer las larvas no parecía afectar la supervivencia a largo plazo de las reinas. La mayoría de las reinas sobrevivieron al período solitario y pudieron producir nuevas hormigas trabajadoras.
Se observó que las reinas de hormigas podrían reducir su riesgo de infección a través del canibalismo al tragar su veneno, que se sabe que neutraliza patógenos. Algunas reinas también fueron vistas acicalándose después de manejar las larvas infectadas.
El Papel de la Energía
Otra pregunta importante fue por qué las reinas decidieron comer larvas infectadas. Para probar esto, los investigadores simularon un escenario donde las reinas no podían comer las larvas infectadas. En este caso, la mayoría de esas reinas no sobrevivieron. Incluso si sobrevivieron, perdieron todas sus crías sanas por infecciones que se propagaron después de la exposición inicial.
La teoría detrás del canibalismo a menudo dice que los padres deberían consumir a sus crías en circunstancias difíciles para redirigir nutrientes para la reproducción futura. Sin embargo, no estaba claro si las infecciones obstaculizarían esta recuperación de nutrientes. El estudio encontró que las reinas que consumieron larvas infectadas pusieron alrededor del 55% más de huevos en comparación con aquellas que no canibalizaron. Esto es particularmente importante para las reinas fundadoras porque no abandonan sus nidos para buscar comida y dependen de las reservas de su cuerpo para sobrevivir. Producir suficientes jóvenes es esencial ya que la competencia con nidos cercanos puede ser intensa, y los grupos más grandes suelen tener éxito.
Comparando Reinas de Hormigas y Hormigas Trabajadoras
El estudio muestra que el canibalismo filial entre las reinas de hormigas es una reacción activa a la infección. Esto previene fracasos potenciales al iniciar una nueva colonia debido a enfermedades. Es interesante notar que mientras las reinas de hormigas son rápidas en practicar el canibalismo, las hormigas trabajadoras en colonias establecidas no participan en este comportamiento.
Dos razones principales podrían explicar esta diferencia. Primero, a diferencia de las hormigas trabajadoras, las reinas no pueden deshacerse fácilmente de las larvas infectadas arrojándolas del nido. Estrechamente relacionado con su papel reproductivo, las reinas a menudo se sellan dentro de su celda. Segundo, las reinas típicamente consumen una dieta alta en proteínas para la producción de huevos, mientras que las hormigas trabajadoras arriesgan una vida más corta si comen demasiada proteína. Curiosamente, mientras que algunas especies de hormigas evitan el canibalismo, las termitas a menudo comen tanto a los miembros enfermos como a los muertos de su colonia.
Este comportamiento podría surgir porque tanto las reinas de hormigas como los trabajadores de termitas viven en nidos cerrados y no pueden deshacerse fácilmente de los miembros muertos o infectados. Además, sus dietas a menudo no proporcionan suficiente proteína, convirtiendo a otros miembros de la colonia en una fuente de alimento valiosa. Como resultado, tanto las reinas de hormigas como los trabajadores de termitas pueden haber desarrollado sus propias formas únicas de canibalismo para contener enfermedades mientras aseguran que no desperdician nutrientes.
Conclusión
En resumen, este estudio destaca que el canibalismo filial está impulsado por la necesidad de controlar enfermedades entre los jóvenes y recuperar recursos vitales de la descendencia enferma. La capacidad de las reinas de insectos sociales para detectar y eliminar infecciones antes de que se propaguen respalda la idea de que los comportamientos maternales han influido en el desarrollo de la inmunidad social en las hormigas trabajadoras. Esto ilustra aún más cómo comportamientos complejos como el canibalismo son esenciales para la supervivencia de la especie en entornos desafiantes.
Título: Ant queens cannibalise infected brood to contain disease spread and recycle nutrients
Resumen: Filial cannibalism, where parents eat their own offspring, is a taxonomically widespread behaviour with a multitude of potential adaptive explanations. Of these, the impact of parasites on the expression of filial cannibalism is particularly poorly understood. On one hand, cannibalising young with low survival probability may enable parents to reinvest valuable resources into future reproduction; on the other, cannibalising offspring harbouring parasites that can potentially also infect the parents may select against this behaviour. Although disease-induced cannibalism of eggs has been reported in fish, the benefits of consuming infected brood to contain infections - as an explanation for the evolution of filial cannibalism - remains largely unexplored. Here, we demonstrate that solitarily founding ant queens cannibalise all sick larvae in their nests before they become contagious, showing clearly that filial cannibalism both (i) contains an otherwise lethal infection without any long-term consequences on queen survival and (ii) enables the reinvestment of recouped energy into additional egg production.
Autores: Christopher D Pull, F. Bizzell
Última actualización: 2024-03-14 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.13.584778
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.13.584778.full.pdf
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