Hormigas que desafían la biología: reinas que ponen huevos que eclosionan como otra especie

• Las hormigas reina recolectoras ibéricas (Messor ibericus) muestran un modo de reproducción único en el que clonan machos no solo de su propia especie, sino también de otra especie, la hormiga recolectora constructora (Messor structor)
• Se cree que la reina almacena esperma de machos de otra especie, fecunda los huevos y luego elimina su propio material genético, dando origen a clones macho de M. structor
• Como resultado, la reina produce machos de dos especies, mientras que todas las obreras son hembras híbridas de ambas especies que mantienen la colonia
• Para explicar este fenómeno, los investigadores propusieron el nuevo término "xenoparidad" (xenoparity), un hallazgo tan radical que podría obligar a redefinir el propio concepto de especie
• Esta cooperación beneficia a ambas especies a corto plazo, pero a largo plazo los machos clonados de M. structor podrían volverse vulnerables al acumular mutaciones

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Un descubrimiento que sacude el concepto de especie

• El concepto clásico de especie se define como un grupo que puede cruzarse entre sí y producir descendencia fértil
• Pero en el caso de M. ibericus, mantener la colonia es imposible sin cruzarse con otra especie, lo que convierte este caso en un desafío directo a la definición tradicional
• Ecólogos señalaron que “el concepto de especie debe reconsiderarse, ya que estas dos especies necesitan estar juntas”

Un modo de reproducción singular

• La reina de M. ibericus se aparea con machos de M. structor y luego almacena el esperma para usarlo
• En algunos huevos, parece eliminar sus propios genes para producir clones macho de M. structor
• En consecuencia, la reina produce machos de dos especies, y las obreras siempre nacen como híbridos hembra de ambas especies

El proceso de investigación y la evidencia

• En un camino agrícola cerca de Lyon, Francia, se excavaron colonias de M. ibericus y se obtuvieron 132 machos de 26 colonias
• Los machos casi sin vello fueron identificados como M. structor, y los machos más velludos como M. ibericus
• Las pruebas de ADN mostraron que los machos de ambas especies compartían el ADN mitocondrial de M. ibericus, confirmando que habían sido paridos por la reina
• Los investigadores bautizaron este fenómeno como "xenoparity" (xenoparidad)
• Tras observar más de 50 grupos de hormigas durante dos años en el laboratorio, presenciaron directamente el nacimiento de machos de M. structor

Trasfondo evolutivo y preguntas abiertas

• M. ibericus y M. structor son especies que se separaron hace más de 5 millones de años y no son parientes cercanos
• Es una antigüedad comparable al momento en que humanos y chimpancés se separaron (hace 6 a 8 millones de años)
• Los científicos no saben con claridad por qué se mantiene este sistema, pero suponen que es porque beneficia a ambas partes

Beneficios mutuos y riesgos

• Es muy probable que se trate de una relación simbiótica que beneficia a ambas especies
• Desde la perspectiva de M. ibericus:
  • asegura suficientes obreras (para construir el nido, recolectar alimento, criar larvas, etc.)
  • puede obtener machos de M. structor para nuevas reinas
• Desde la perspectiva de M. structor:
  • originalmente estaba limitada a zonas montañosas, pero con la dispersión de machos clonados ha expandido su rango geográfico
• Sin embargo, como los machos de M. structor no se cruzan entre sí dentro de su propia especie y existen únicamente como clones, con el tiempo existe el riesgo de que se acumulen mutaciones genéticas dañinas
• Por ahora, parece una estrategia reproductiva exitosa dentro de un proceso de coevolución, pero no está claro si podrá sostenerse a largo plazo

Conclusión

• Este descubrimiento demuestra la diversidad extrema de estrategias reproductivas que pueden mostrar las hormigas
• Como dijo un investigador, “es como si una especie metiera a la otra en el bolsillo y la llevara por toda Europa”; el sistema es extraño, pero por ahora muy exitoso
• Se considera un hallazgo revolucionario que obligará a repensar el concepto de especie y la teoría de la evolución

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Comentarios de Hacker News

• Si entendí bien, lo realmente asombroso es que la reina de hormigas M. ibiricus se aparea con machos de M. structor y usa su esperma para producir obreras híbridas estériles, y además es impactante que a veces incluso pueda clonarse a sí misma produciendo machos genéticamente idénticos a esos machos de M. structor es decir, sería como eliminar sus propios genes y dejar solo los del macho con el que se apareó antes para crear un macho nuevo
  • Si de verdad piensas que los genes son la unidad principal de la evolución, entonces las combinaciones “óptimas de Pareto” que distintos genes pueden alcanzar al final se descubrirán mediante una búsqueda aleatoria
  • A mí también me pareció fascinante esa parte me confunde cómo una sola reina puede clonar por completo a un macho de otra especie normalmente el esperma del macho debería tener solo la mitad de los genes necesarios para la reproducción, pero en las hormigas la determinación sexual funciona distinto según este material relacionado, las hormigas macho tienen un solo juego de cromosomas y las hembras tienen dos así que parece que un solo espermatozoide de hormiga macho puede bastar para crear una hormiga macho completa y entiendo que la historia dice que de algún modo se forma un huevo borrando los genes de la hembra, de modo que la cría se clona usando únicamente los genes del macho
  • Yo también leí esta historia en otro lado y me dejó súper confundido, no la entendí bien
  • Las hormigas de verdad son de los organismos favoritos de la naturaleza para experimentar
  • En realidad, como las hormigas macho son “haploides” (solo tienen un juego de cromosomas), quizá no sea tan raro como parece aunque sigue siendo un fenómeno increíblemente fascinante
• Tanto las hormigas como las avispas muestran una diversidad y capacidad de adaptación realmente sorprendentes algunas especies tienen varias reinas, otras crían pulgones, otras construyen nidos del tamaño de una nuez y otras hacen nidos tan grandes como el ecuador incluso hay casos en que parasitan especies específicas hay hormigas que reflejan el sol del desierto, hormigas que flotan por el Amazonas, “hormigas contenedor” llenas de dulzura, hormigas mecánicas con mandíbulas poderosísimas y hormigas que forman puentes con sus propios cuerpos de verdad hay de todo los trucos genéticos tampoco se acaban nunca, así que el mundo biológico resulta más emocionante que la ciencia ficción si te interesan las criaturas raras y fascinantes, recomiendo clavarte un rato en la myrmecology (mirmecología)
  • Según yo, pensaba que las avispas habían evolucionado a partir de las hormigas, pero podría ser al revés
• Es un fenómeno verdaderamente asombroso los insectos sociales (hormigas, abejas, etc.) tienen muchas tendencias extrañas incluso en su forma de determinar el sexo menos del 1% de los individuos de una colonia pueden reproducirse, y casi todos los demás existen únicamente para apoyar la reproducción de ese 1% las obreras incluso aceptan mutilarse, sacrificarse o suicidarse para aumentar aunque sea 0.1% la probabilidad de supervivencia de la reina a este nivel, ayuda ver a toda la colonia como si fuera un solo individuo, porque la noción de individuo se vuelve borrosa
  • La evolución también tiende a operar no tanto a nivel de cada individuo por separado, sino a nivel de subpoblaciones (subespecies o grupos de subespecies) dentro de una subpoblación que intercambia reproducción se van acumulando distintas variaciones genéticas, y cuando el entorno cambia mucho, esas diferencias acumuladas pueden volverse el punto de quiebre para la supervivencia por ejemplo, como con los elefantes de bosque y los de llanura, grupos aislados durante mucho tiempo evolucionan por separado y luego los cambios ambientales llevan a resultados distintos la explicación escolar de “la jirafa con cuello largo sobrevive porque alcanza mejor las hojas” importa, pero en la práctica la evolución ocurre a nivel del grupo o de la especie completa mientras no sea letal, una variación individual no suele tener gran efecto

  • sobre eso de que “ayuda ver toda la colonia como un individuo”, me pregunto si también se podría pensar que cada individuo es un agente con un objetivo compartido

• No es correcto decir que la biología está siendo “desafiada”, el concepto de especie en realidad es extremadamente borroso y no es más que una herramienta humana para clasificar la naturaleza misma no tiene fronteras definidas ni “costuras” claras
  • La biología también es al final un conjunto de conceptos humanos en el texto del artículo se dice algo así: “el concepto clásico de especie sostiene que un grupo de individuos con rasgos físicos/genéticos similares debe poder reproducirse entre sí en la naturaleza, pero aquí se necesitan dos especies distintas, así que hay que repensar el concepto de especie” el artículo no habla de “costuras de la naturaleza” ni nada parecido
• Por un lado suena realmente difícil de creer, pero si piensas en la variedad de mecanismos extraños que existen en biología, tampoco es algo tan descabellado por ejemplo, sería algo como producir un óvulo, quitarle el núcleo y luego introducir el núcleo de uno o dos espermatozoides almacenados para iniciar el desarrollo clonal (aunque el mecanismo exacto sigue en estudio) para comparar, también existen cosas como el hongo que crea hormigas zombi (Ophiocordyceps unilateralis) o el parasitismo de cría que imita los huevos de otras aves (Brood parasitism) la verdad, comparado con esos casos, este no se siente tan loco
• Discusión anterior: comentarios relacionados de Hacker News
• Esto me recuerda a menudo a las salamandras Ambystoma todas son hembras y “roban” esperma de machos de entre 3 y 4 especies distintas para reproducirse por lo general descartan los genes del macho, pero a veces los absorben y forman embriones con juegos de cromosomas de varias especies así que la descendencia puede incluir genes de hasta 4 especies de verdad es una estrategia fascinante
• Lo especialmente interesante de este hallazgo es que, en el mundo de las hormigas, es común que una especie ya no pueda producir obreras por sí sola y tenga que tomar prestado el esperma de otra especie pero en ese caso, como dependen de reproducirse con otra especie, solo pueden expandirse dentro del rango donde ambas viven si pudieran llevar siempre consigo machos de esa especie y reproducirse, podrían expandirse mucho más lejos esta especie funciona justamente así cuando la reina recibe esperma de la especie “domesticada”, el óvulo elimina los genes del “huésped” (la reina) y nace una hormiga completamente distinta en cambio, el ADN mitocondrial siempre se hereda de la madre los machos “domesticados” y los machos de tipo “silvestre” se ven algo distintos, pero todavía no está claro si eso se debe o no a las mitocondrias alguien incluso describió este caso como un “orgánulo de un superorganismo” así como una célula procariota se tragó una bacteria y dio lugar a una célula eucariota, las hormigas habrían incorporado otra especie y se habrían convertido en una especie de híbrido al pensar en cuántos otros métodos de reproducción y supervivencia pueden existir, de verdad parece un mundo increíble
• Es increíble que la reina pueda poner huevos de tres tipos: hembras híbridas, machos Ibiricus y machos structor me pregunto si hicieron cariotipado y si realmente se eliminan los genes de la reina del óvulo, o si al entrar los genes de structor los de la reina simplemente quedan silenciados (lo cual también sería interesantísimo) podría tratarse de algo como un fenómeno complejo de imprinting
  • Parece una Zerg Queen de la vida real
• El mundo de los insectos de verdad es fascinante la manera en que esta criatura coexiste con la naturaleza es muy singular sin insectos, tampoco existiría la naturaleza misma