Sabemos cómo navegan por nuestro mundo las hormigas: utilizando una serie de receptores de olores y señales químicas (feromonas) que reciben continuamente a lo largo de sus vidas. Los receptores olfativos de las hormigas están ubicados en las neuronas de sus antenas, que envían su información a los centros cerebrales llamados lóbulos antenales. Pero, ¿cómo codifica el sistema olfativo de las hormigas los datos del olor?
¿Un botón del pánico?
Todos hemos sido testigos de lo bien que se comunican las hormigas. Vemos aparecer en el suelo de la cocina una pequeña hormiga exploradora. Si dejamos que 'haga su trabajo', en una semana comprobaremos cómo todo un campamento de hormigas ha acabado instalado en ese mismo lugar. Si intentamos acabar con ellas, vemos como desaparecen tan rápido como aparecieron. No hay rastro del resto de hormigas. Este misterioso sistema de comunicación que funciona a largas distancias ha sido un misterio para los científicos.
Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad Rockefeller ha desarrollado las primeras hormigas transgénicas del mundo, que han sido criadas con neuronas sensoriales olfativas que parpadean en verde en respuesta a los olores. Crearon a sus sujetos transgénicos mediante la inyección de material genético que codifica la proteína sintética GCaMP, que se ilumina en verde neón cuando los niveles de calcio cambian durante la actividad celular. Esta proteína se une a los iones de calcio, iluminando la actividad cerebral. El compuesto químico fluorescente resultante es visible en microscopios de alta resolución especialmente adaptados para la tarea.
"Los humanos no son los únicos animales con sociedades y sistemas de comunicación complejos", explica Taylor Hart, autor principal de la investigación. Señala que "a lo largo de la evolución, las hormigas han desarrollado sistemas olfativos extremadamente complejos en comparación con otros insectos, lo que les permite comunicarse usando muchos tipos diferentes de de feromonas que pueden significar cosas diferentes”.
El centro de comunicación encontrado en los cerebros de las hormigas es similar al de los humanos
Monitorearon los niveles de fluorescencia de GCaMP en los lóbulos antenales de 22 hormigas transgénicas mientras las exponían a una variedad de olores, incluidas las feromonas de alarma. Descubrieron que las feromonas de alarma solo activan áreas específicas en el sistema olfativo de las hormigas, lo que desafía la comprensión previa del procesamiento de datos de olores en las hormigas. Los destellos se agruparon en seis glomérulos en una región, lo que sugiere que esa zona puede actuar como el botón de pánico del cerebro.
“Las herramientas neurogenéticas han revolucionado el campo de la neurociencia de la mosca de la fruta en las últimas décadas, mientras que la neurociencia de los insectos sociales se ha estancado esencialmente”, dice Daniel Kronauer, director del Laboratorio de Evolución y Comportamiento Social de Rockefeller y coautor del trabajo que publica la revista Cell. "Nuestros avances técnicos ahora finalmente nos permiten aplicar estas poderosas herramientas en hormigas para estudiar su comportamiento social".
Según los expertos, las hormigas poseen un centro de comunicación único en sus cerebros que es similar al de los humanos, que es el que decodifica las feromonas de alarma, o “señales de peligro”, de otras hormigas.
Este enfoque controlado facilitará la observación de patrones generalizados, allanando el camino para una comprensión más clara de las diferencias neuronales entre las diferentes castas, sexos y roles en las colonias de hormigas.
Referencia:
“Sparse and stereotyped encoding implicates a core glomerulus for ant alarm behavior” by Taylor Hart, Dominic D. Frank, Lindsey E. Lopes, Leonora Olivos-Cisneros, Kip D. Lacy, Waring Trible, Amelia Ritger, Stephany Valdés-Rodríguez and Daniel J.C. Kronauer, 14 June 2023, Cell. DOI: 10.1016/j.cell.2023.05.025
