Las hormigas ya hacían agricultura, 66 millones de años después del asteroide que barrió a los dinosaurios

Los científicos del Smithsonian reunieron y analizaron una extensa base de datos genética y descubrieron que algunos cultivos de hongos se volvieron completamente dependientes de las hormigas unos 27 millones de años atrás.

Cuando los humanos comenzamos a cultivar miles de años atrás, la agricultura nos precedía por varios millones de años. De hecho, varios linajes de animales han estado cultivando sus propios alimentos desde mucho antes de que los humanos evolucionáramos como especie.

Según un nuevo estudio, las colonias de hormigas comenzaron a cultivar hongos cuando un asteroide chocó contra la Tierra hace 66 millones de años. Este impacto provocó una extinción masiva global pero también creó las condiciones ideales para que los hongos prosperaran. Unas hormigas innovadoras comenzaron a cultivar los hongos, creando una asociación evolutiva que se entrelazó aún más hace 27 millones de años y continúa hasta la actualidad.

Casi 250 especies diferentes de hormigas en América y el Caribe cultivan hongos. Los investigadores organizan a estas hormigas en cuatro sistemas agrícolas según sus estrategias de cultivo.

En un artículo publicado el 3 de octubre en la revista Science, los científicos del Museo Nacional de Historia Natural del Smithsonian analizaron datos genéticos de cientos de especies de hongos y hormigas para crear árboles evolutivos detallados. La comparación de esta ‘arboleda’ permitió a los investigadores crear una línea de tiempo evolutiva de la agricultura de las hormigas y determinar cuándo las hormigas comenzaron a cultivar hongos.

“Las hormigas han estado practicando la agricultura y el cultivo de hongos durante por mucho más tiempo que los humanos”, señaló el entomólogo Ted Schultz, curador de hormigas del museo y autor principal del nuevo artículo. “Probablemente podríamos aprender algo del éxito agrícola de estas hormigas durante los últimos 66 millones de años”. Schultz no lo señaló, pero los humanos deberíamos respetar a las hormigas de cualquier linaje, tal vez nos haría bien un baño de humildad ante la Naturaleza, que nos precedió y nos sobrevivirá en nuevas formas, cuando quienes lean esto, y quien escribe, hayamos dejado este mundo.

Casi 250 especies diferentes de hormigas en América y el Caribe cultivan hongos. Los investigadores organizan a estas hormigas en cuatro sistemas agrícolas según sus estrategias de cultivo. Las hormigas cortadoras de hojas se encuentran entre las que practican la estrategia más avanzada, conocida como agricultura superior. Estas hormigas cosechan trozos de vegetación fresca para proporcionar sustento a sus hongos, que a su vez producen alimento para las hormigas llamado gongylidia. Este alimento ayuda a alimentar colonias complejas de hormigas cortadoras de hojas que pueden llegar a millones.

Schultz ha pasado 35 años de su vida estudiando la relación evolutiva entre hormigas y hongos. Ha realizado más de 30 expediciones a lugares de América Central y del Sur para observar esta interacción en la naturaleza y ha criado colonias de hormigas cortadoras de hojas y otras hormigas productoras de hongos en su laboratorio del museo. A lo largo de los años, Schultz y sus colegas han recolectado miles de muestras genéticas de hormigas y hongos de todos los trópicos. Esta reserva de muestras fue crucial para el nuevo artículo.

“Para detectar realmente patrones y reconstruir cómo ha evolucionado esta asociación a lo largo del tiempo, se necesitan muchas muestras de hormigas y sus cultivares de hongos”, dijo Schultz.

El equipo utilizó las muestras para secuenciar datos genéticos de 475 especies diferentes de hongos (288 de las cuales son cultivadas por hormigas) y 276 especies diferentes de hormigas (208 de las cuales cultivan hongos), el mayor conjunto de datos genéticos de hormigas productoras de hongos jamás reunido. Esto permitió a los investigadores crear árboles evolutivos de los dos grupos. La comparación de especies de hongos silvestres con sus parientes cultivados ayudó a los investigadores a determinar cuándo las hormigas comenzaron a utilizar ciertos hongos.

Los datos obtenidos revelaron que las hormigas y los hongos han estado entrelazados durante 66 millones de años. Esto ocurre aproximadamente en el momento en que un asteroide chocó contra la Tierra al final del período Cretácico. Esta colisión cataclísmica llenó la atmósfera de polvo y escombros, que bloquearon el sol e impidieron la fotosíntesis durante años. La extinción masiva resultante acabó con aproximadamente la mitad de todas las especies de plantas de la Tierra en ese momento.

Sin embargo, esta catástrofe fue una bendición para los hongos. Estos organismos proliferaron a medida que consumían la abundante materia vegetal muerta que cubría el suelo.

“Los eventos de extinción pueden ser enormes desastres para la mayoría de los organismos, pero en realidad pueden ser positivos para otros”, sostiene Schultz. “Al final del Cretácico, a los dinosaurios no les fue muy bien, pero los hongos experimentaron un apogeo”.

Sólo 40 millones de años

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El nuevo trabajo también reveló que las hormigas tardaron casi otros 40 millones de años en desarrollar una agricultura superior. Los investigadores pudieron rastrear el origen de esta práctica avanzada hasta hace unos 27 millones de años. En ese momento, un clima que se enfriaba rápidamente transformó los ambientes en todo el mundo. En América del Sur, los hábitats más secos, como las sabanas boscosas y los pastizales, hicieron una enorme escisión en las grandes franjas de bosques tropicales húmedos. Cuando las hormigas sacaron los hongos de los bosques húmedos y los llevaron a áreas más secas, los aislaron de sus poblaciones ancestrales silvestres. Los hongos aislados se volvieron completamente dependientes de las hormigas para sobrevivir en las condiciones áridas, marcando el rumbo para el sistema agrícola superior que practican hoy en día las hormigas cortadoras de hojas.

“Las hormigas domesticaron estos hongos de la misma manera que los humanos domesticaron los cultivos”, dijo Schultz. “Lo que es extraordinario es que ahora podemos fechar cuándo las hormigas superiores cultivaron originalmente los hongos superiores”.

Además de Schultz, el nuevo artículo incluyó contribuciones de varios coautores afiliados al Museo Nacional de Historia Natural, incluidos Jeffrey Sosa-Calvo, Matthew Kweskin, Michael Lloyd, Ana Ješovnik y Scott E. Solomon. El estudio también incluye autores afiliados a la Universidad de Utah; el Real Jardín Botánico de Kew; la Universidad de California en Berkeley; el Departamento de Agricultura de Estados Unidos; la Universidad Estatal de São Paulo, Brasil; el Instituto de Investigaciones Científicas y Servicios de Alta Tecnología; el Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales; la Universidad de Copenhague; la Universidad Emory; la Universidad McMaster; la Universidad Federal de Uberlândia; la Universidad Estatal de Arizona; la Universidad de Hohenheim, y la Universidad Estatal de Luisiana.

La investigación fue apoyada por la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU., el Smithsoniano; la Universidad de Maryland; la Junta de Regentes del Estado de Luisiana; el Sistema Nacional de Investigación; la Fundación Club Cosmos; Explorer’s Club en Washington, D.C.; la Fundación de Investigación de São Paulo; el Consejo Brasileño de Investigación y Desarrollo Científico; la Agencia Federal Brasileña de Apoyo y Evaluación de la Educación de Posgrado; el Real Jardín Botánico de Kew; y la Fundación Carl Zeiss.

El paper The coevolution of fungus-ant agriculture, fue publicado en Science