La evolución a la inversa

Las hormigas soldado de las hormigas tortuga parecen criaturas de la vida real sacadas de una película de anime japonesa. Estos insectos que viven en los árboles van de un lado a otro con sus brillantes y adorables cabezas de gran tamaño, que usan para bloquear las entradas de sus nidos, esencialmente actuando como puertas vivas.

No todas las cabezas tienen la misma forma: algunas hormigas soldado tienen unas que se parecen a tapas de alcantarillas y sellan perfectamente las entradas de los túneles. Otras tienen cabezas cuadradas, que ensamblan en bloqueos de varios miembros que recuerdan a los escudos superpuestos de un ejército espartano. Esta variedad en las formas de las cabezas revela más que solo otra de las peculiaridades de la naturaleza: también puede arrojar luz sobre cómo las especies evolucionan para llenar nichos ecológicos. Y esa evolución, según muestran las nuevas investigaciones publicadas en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences, no siempre es una calle de un solo sentido hacia una creciente especialización. Ocasionalmente, puede llevar a una especie a una etapa más generalista.

"Por lo general, uno pensaría que una vez que una especie se especializa, se queda atascada en ese nicho muy estrecho", dice Daniel Kronauer, jefe del Laboratorio de Evolución Social y Comportamiento de Rockefeller. "Pero las hormigas tortuga son un caso interesante de una trayectoria evolutiva muy dinámica, con muchas idas y venidas".

Como muchos otros insectos sociales que viven en colonias, las hormigas tortuga se especializan en diferentes funciones, a menudo evolucionando características exageradas adecuadas a su trabajo. Para las soldado, este proceso ha resultado en grandes cabezas que vienen en una variedad de formas.

Las hormigas tortuga soldado defienden la entrada de sus nidos con elaboradas armaduras: sus cabezas. (Foto: Scott Powell, George Washington University)

"Hay una enorme diferencia de cuatro veces entre las cabezas de las hormigas soldado más pequeñas y las más grandes", dice Scott Powell, biólogo de la Universidad George Washington y autor principal del nuevo estudio. "Para ayudar a la gente a imaginarse esto, a menudo digo que la especie más pequeña es capaz de sentarse cómodamente en la cabeza de la especie más grande".

La forma y el tamaño de la cabeza de una soldado tortuga están dictados por el tipo de túnel que ocupa la especie en cuestión. Las hormigas no cavan los túneles por sí mismas, sino que se mueven en aquellos excavados por escarabajos que agujerean la madera. Y como un túnel heredado puede ser demasiado grande o demasiado pequeño, dice Kronauer, las hormigas se diversifican rápidamente para poder ocuparlo.

La relación entre las cabezas de las tortuga y los túneles puede por lo tanto ofrecer una visión única y clara de la selección natural. Los investigadores pueden comparar fácilmente un rasgo - la circunferencia de la cabeza - con la característica ecológica para la que ha evolucionado adaptándose: el tamaño de la entrada del nido. Como dice Kronauer, "es una coincidencia  1:1 en cuanto a la escala".

Para examinar el viaje evolutivo de varias formas de cabeza, los investigadores agruparon 89 especies de hormigas tortuga basándose en si las soldado tenían la cabeza cuadrada, en forma de cúpula, de disco o de plato. También incluyeron un grupo de especies de hormigas tortuga que no tienen soldados. Luego examinaron las relaciones evolutivas entre estos grupos utilizando la información genética de las especies, que habían reunido previamente.

Si la evolución fue un camino de ida, las primeras hormigas tortuga que aparecieron hace unos 45 millones de años deberían haber carecido por completo de soldados, y luego evolucionaron gradualmente hacia la especialización, empezando por los soldados generalistas de cabeza cuadrada, hasta llegar a los que tenían cabezas de plato muy bien adaptadas.

Pero el nuevo análisis sugiere que no fue así. En vez de eso, el antepasado común más antiguo que los investigadores pudieron rastrear probablemente tenía una cabeza cuadrada. Ese antepasado pasó a formar una gama de especies, desde las que no tenían soldados hasta otras con diferentes niveles de especialización. En algunos casos, las especies más especializadas invirtieron la dirección con el tiempo, evolucionando hacia formas de cabeza más generalistas.

El hallazgo muestra muy bien lo sorprendentemente flexible que puede ser la naturaleza para ajustar la forma de un organismo al contexto del entorno que ocupa, dice Powell.

"El espacio con el que la evolución tiene que jugar es en realidad bastante más grande de lo que se pensaba anteriormente", añade Kronauer. (Fuente: NCYT Amazings)