Biólogos de la Universidad George Washington y la Universidad Rockefeller han descubierto que durante la evolución, las hormigas tortuga han cambiado repetidamente la forma de sus cabezas, lo que puede usarse para juzgar la "especialización" del insecto. Se publicó un artículo sobre el descubrimiento en la revista PNAS.
Las hormigas tortuga son interesantes porque tienen cabezas desproporcionadamente grandes, que utilizan para bloquear las entradas a sus nidos, actuando como puertas vivas. Pero no todas las cabezas de los insectos tienen la misma forma: para algunos se parecen a tapas de alcantarillas e idealmente cubren las entradas a los túneles; otros tienen cabezas cuadradas, lo que permite a varios individuos doblarlos como escudos, bloqueando el paso al túnel.
Esta variedad de formas de cabeza no es solo una interesante adaptación evolutiva. Puede decir mucho sobre el desarrollo de especies durante la evolución y el llenado asociado de nichos ecológicos.
El nuevo trabajo de los biólogos muestra que tal evolución puede moverse no solo en una dirección, hacia una mayor especialización, sino también en la dirección opuesta. Los autores han demostrado que los representantes de esta especie de hormigas con el tiempo se han convertido en "especialistas de amplia base".
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Como muchos otros insectos sociales que viven en colonias, las hormigas tortuga se especializan en varias funciones: evolucionan para desarrollar rasgos que son adecuados para su trabajo. Para los soldados, este proceso resultó en grandes cabezas de varias formas.
"Hay una enorme diferencia de cuatro veces entre la cabeza de hormiga tortuga más pequeña y la más grande", dijo Scott Powell, autor principal del nuevo estudio, biólogo de la Universidad George Washington. "Para ayudar a la gente a imaginar esto, a menudo digo que el espécimen más pequeño puede sentarse cómodamente en la cabeza del espécimen más grande".
La forma y tamaño de la cabeza de un soldado Cephalotes goniodontes está determinada por el tipo de túnel que ocupa la especie. Las hormigas mismas no cavan túneles, sino que se mueven a lo largo de los excavados por los barrenadores. Y dado que el túnel por el que se mueven puede ser demasiado grande o demasiado pequeño, las hormigas se diversifican rápidamente para poder ocuparlo. Por tanto, la relación entre las cabezas de esta especie y los túneles puede proporcionar una visión única de la selección natural en la población de estos insectos. Los investigadores pueden comparar fácilmente un rasgo (la circunferencia de la cabeza) con el rasgo ecológico que hizo que evolucionara.
Para estudiar el desarrollo evolutivo de varias formas de cabezas, los investigadores agruparon 89 tipos de hormigas tortuga para este rasgo. Identificaron en los insectos una cabeza cuadrada, abovedada, en forma de disco o en forma de cuenco. Luego, los autores exploraron las relaciones evolutivas entre estos grupos utilizando información genética recopilada previamente.
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Si la evolución fuera un camino de un solo sentido, entonces las primeras hormigas tortuga, que aparecieron hace unos 45 millones de años, tendrían que perder por completo a sus soldados y luego evolucionar gradualmente hacia la especialización, de soldados de cabeza cuadrada a individuos con cabezas que cubren perfectamente las entradas a los túneles.
Pero un nuevo análisis muestra que las cosas eran diferentes. El ancestro común más antiguo que los investigadores pudieron localizar probablemente tenía una cabeza cuadrada. A partir de él evolucionaron varias hormigas con diferentes niveles de especialización. En algunos casos, las especies más especializadas cambiaron de dirección con el tiempo, evolucionando hacia formas de cabeza más universales. El trabajo muestra a la perfección lo asombrosamente flexible que puede ser la naturaleza para adaptarse a las condiciones del nicho ecológico que ocupan.
