Las hormigas, pioneras en el uso de antibióticos y el cultivo de hongos

[valalca]

Descubre cómo las hormigas usan sustancias naturales para combatir las infecciones y cultivar sus propios alimentos.

En el año 1928, el médico y microbiólogo escocés Alexander Fleming experimentaba con cultivos bacterianos en su laboratorio, cuando en una de las placas entró, como contaminante, un moho que segregaba alguna sustancia que destruía las bacterias. La curiosidad le llevó a seguir investigando hasta que, al año siguiente, descubrió el primer antibiótico conocido, la penicilina.

Más de un siglo después, la cantidad de antibióticos conocidos —de origen natural o sintético— es enorme. Cada uno de ellos con funciones diversas, algunos más generalistas y otros dirigidos a determinadas especies de bacterias, y muchos de ellos actualmente inútiles. Las bacterias, como todos los seres vivos, evolucionan, y ante la presión ambiental —como el antibiótico— terminan desarrollando resistencia que convierte a estos fármacos en inútiles. Con el tiempo, todos los antibióticos actuales dejarán de tener utilidad y nuevas generaciones de productos, u otro tipo de terapias, ocuparán su lugar.

Fleming fue el primer científico en comprender el efecto de los antibióticos, pero lo que él no sabía es que este tipo de sustancias eran empleadas desde hace mucho más tiempo por otros animales: las hormigas.

Antibióticos para las heridas

Las hormigas, conocidas por su complejidad social y habilidades de supervivencia, han sorprendido a la comunidad científica en el uso de antibióticos naturales para proteger a sus colonias. Una investigación reciente, liderada por Erik T. Frank y Laurent Keller, de la Universidad de Lausana, en Suiza, ha demostrado que ciertas hormigas emplean la secreción de la glándula metapleural como un método para prevenir infecciones. Estas glándulas, ubicadas en el tórax de las hormigas, producen una sustancia pegajosa que las hormigas aplican en sus heridas.

Para estudiar estas secreciones, se realizaron extracciones directas de estas glándulas de hormigas congeladas de la especie Megaponera analis, que luego se analizaron químicamente. Se hallaron 112 compuestos orgánicos, de los cuales, 23 no se han identificado. Entre los identificados, se encontraron seis con estructuras similares a antibióticos y fungicidas, y otros 35 eran alcaloides con alto potencial antimicrobiano. Además, encontraron 14 ácidos distintos, que ayudan en la creación de un medio inadecuado para el desarrollo de las bacterias.

El equipo de Frank y Keller también ha realizado un estudio proteómico de las secreciones, para identificar las proteínas presentes en este fluido. De las 41 proteínas halladas, al menos 15 presentan un gran parecido con toxinas que tienen una marcada actividad antimicrobiana.

En conjunto, la secreción metapleural es un cocktail de sustancias antibióticas, antifúngicas y antimicrobianas, que actúan en sinergia y en medio ácido, evitando la proliferación de bacterias y hongos e inhibiendo así la aparición de infecciones.

Hormigas usando antibióticos para la agricultura

Las hormigas nos han aventajado millones de años en el uso de antibióticos, pero no es la única técnica que creíamos patrimonio exclusivo de la humanidad. Específicamente las hormigas cortadoras de hojas, de la tribu Attina, también practican la agricultura. Cultivan hongos en cámaras especiales dentro de sus hormigueros. Se trata de una relación de mutualismo altamente evolucionado, mediante el cual la hormiga recolecta diversas sustancias para alimentar al micelio vegetativo, del que luego se alimentarán las hormigas.

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Hormigas cortadoras de hojas — Dave Mantel / iStock

Como los hongos pueden suponer un problema si se propagan por ciertas zonas de la colonia, como las cámaras de cría, las hormigas han desarrollado métodos para mantener alejado el cultivo de áreas vulnerables, e incluso cuentan con planes de contingencia para casos de contaminación biológica. Según los especialistas, esta forma de cultivo de hongos pudo surgir hace más de 50 millones de años.

Pero un aspecto aún más sorprendente de este estilo de agricultura es el uso de sustancias químicas para proteger sus cultivos, de un modo parecido al uso de fitosanitarios por agricultores humanos.

Según describió Cameron R. Currie, de la Universidad de Toronto, Canadá, y colaboradores, las hormigas cortadoras de hojas de los géneros Atta y Acromyrmex presentan unas zonas del exoesqueleto recubiertas por una bacteria filamentosa del género Streptomyces, que se caracteriza por producir metabolitos con propiedades antibacterianas y antifúngicas, como forma de competir con otros microorganismos. De hecho, muchos antibióticos antibacterianos de uso humano, como la estreptomicina, la tetraciclina o el cloranfenicol, o antifúngicos como la nistatina, e incluso antiparasitarios como la ivermectina proceden de bacterias del género Streptomyces.

En los jardines de hongos de las hormigas cortadoras de hojas existe una plaga peligrosa, un hongo parásito muy especializado y virulento llamado Escovopsis. Para controlar este patógeno y evitar una devastación en el cultivo, las hormigas emplean los antibióticos producidos por las bacterias de su exoesqueleto. Según el estudio de Currie, los cultivos bacterianos de Streptomyces, obtenidos de hormigas de la especie Acromyrmex octospinosus, son muy efectivos inhibiendo el crecimiento de Escovopsis, y además, aumentan la producción del hongo mutualista.

muyinteresante.es / Álvaro Bayón, 03 febrero 2024