Las hormigas cortadoras de hojas son pequeñas, pero desempeñan un papel importante en el ecosistema. Estas hormigas, que habitan en los bosques de América Central y del Sur, tienen uno de los sistemas sociales más avanzados del reino animal. Lo que las distingue es su comportamiento agrícola: a diferencia de la mayoría de los animales, cultivan su propio alimento. La agricultura es una forma especializada de mutualismo que ha evolucionado solo en cuatro grupos de animales: los seres humanos, los escarabajos descortezadores, las termitas y las hormigas (y, posiblemente, los peces damisela). Las hormigas cortadoras de hojas lo hacen recolectando hojas y utilizándolas para cultivar hongos, que se convierten en su principal fuente de alimento. Esta práctica agrícola, llamada «fungicultura», es extremadamente rara en el mundo animal y convierte a las hormigas cortadoras de hojas en un fascinante objeto de estudio para los científicos.
Al igual que los agricultores humanos, las hormigas cortadoras de hojas tienen un sistema complejo para mantener sus jardines. Sus nidos contienen distintas cámaras donde se realizan diferentes tareas, desde almacenar hojas hasta cultivar hongos. Esta agricultura singular ha permitido que las hormigas cortadoras de hojas prosperen, lo que las convierte en una especie de gran importancia ecológica y en una parte fundamental de los ecosistemas forestales.
Cultivo de hongos: la agricultura singular de las hormigas
Acromyrmex versicolor (hormiga cortadora de hojas del desierto) cortando hojas
Las hormigas cortadoras de hojas tienen una relación simbiótica con los hongos que cultivan, lo que significa que tanto las hormigas como los hongos se benefician de su asociación. Las hormigas recolectan hojas frescas, las llevan de vuelta a sus nidos y las utilizan para «alimentar» a los hongos. Al masticar las hojas y convertirlas en una pasta similar al mantillo, las hormigas proporcionan un sustrato ideal para que crezca el hongo. A su vez, el hongo produce estructuras especiales que las hormigas pueden comer y que les aportan nutrientes esenciales.
Hongos y micelio de las hormigas cortadoras de hojas (Crédito: Shawn A Steffan)
Al igual que los agricultores humanos cuidan sus cultivos, las hormigas cortadoras de hojas trabajan constantemente para proteger y mantener sus jardines de hongos. Vigilan cuidadosamente sus cultivos para detectar enfermedades o plagas y eliminan cualquier cosa que pueda dañar el hongo. Este sistema refleja la agricultura humana de maneras sorprendentes: mientras que las personas siembran, fertilizan y protegen sus cultivos para garantizar un suministro estable de alimentos, las hormigas cortadoras de hojas hacen lo mismo con sus hongos. Esta cooperación entre hormigas y hongos ha tenido tanto éxito que ha permitido a las hormigas cortadoras de hojas establecer colonias enormes y convertirse en una de las especies de hormigas más dominantes de su entorno.
La estructura de una colonia de hormigas cortadoras de hojas
Una colonia de hormigas cortadoras de hojas es una comunidad muy organizada, en la que cada hormiga tiene una función específica. Cada colonia tiene una reina, que es la hormiga más grande y la única que pone huevos, lo que garantiza el crecimiento de la colonia.
Las reinas de Acromyrmex tienen un aspecto muy esculpido
Las hormigas obreras se dividen en castas, cada una con una función única para mantener la colonia.
- Recolectoras se encargan de recoger hojas fuera del nido. Cortan trozos de hojas y los llevan de vuelta, formando impresionantes senderos que van y vienen del nido.
- Jardineras cuidan los jardines de hongos dentro del nido. Mastican las hojas que traen las recolectoras y las colocan cuidadosamente para alimentar a los hongos.
- Soldados defienden el nido y protegen a las recolectoras. Son más grandes y fuertes, y están preparadas para ahuyentar a los depredadores y a las colonias rivales.
Enfrentamiento entre la hormiga cortadora de hojas lisa (Atta laevigata) y una columna de termitas en busca de alimento (crédito: Thomaz de Carvalho Callado)
Esta división del trabajo se asemeja a la organización social de las sociedades humanas, donde cada persona desempeña funciones especializadas para contribuir a la comunidad. Al igual que los seres humanos dependen del trabajo en equipo y la cooperación, cada casta de hormigas de una colonia de cortadoras de hojas depende de las demás para sobrevivir. Esta avanzada estructura social es clave para su éxito como especie y explica en gran medida por qué los científicos comparan las sociedades de las hormigas cortadoras de hojas con las sociedades humanas.
Orígenes evolutivos de las hormigas cortadoras de hojas
La evolución de las hormigas cortadoras de hojas se remonta a hace unos 66 millones de años, tras la extinción masiva que puso fin a la era de los dinosaurios. En los días posteriores a la desaparición de los dinosaurios, escaseaba el alimento, salvo ciertos hongos que pudieron seguir creciendo en el hábitat posapocalíptico. Algunas hormigas, llamadas attinas, podían alimentarse de estos hongos y evolucionaron lentamente hasta desarrollar un nuevo tipo de agricultura.
Muchas hormigas mirmicinas de la tribu Attini, emparentadas con las hormigas cortadoras de hojas, todavía incluyen hongos en su dieta (Mary Jane Epps. Clint Pennick)
Los antepasados más primitivos de estas hormigas, conocidos como «attinas inferiores», iniciaron esta práctica agrícola recolectando restos vegetales, como hojas y ramitas, y utilizándolos para cultivar hongos del grupo Leucocoprineae (también conocidos como «hongos paraguas»). Estos primeros agricultores dependían de residuos orgánicos, en lugar de plantas frescas, para mantener sus jardines. Sin embargo, con el tiempo, algunas hormigas evolucionaron y desarrollaron nuevos métodos para mejorar el cultivo de hongos.
Cyphomyrmex sp. Algunas attinas inferiores cultivan su hongo en grupos de una forma de levadura, mientras que otras lo cultivan en forma de micelio (en la imagen)
Algunas especies de Cyphomyrmex (attinas inferiores) crean nidos aéreos cubiertos de plantas epífitas
Un cambio importante dio lugar a lo que los científicos llaman «agricultura superior», en la que las hormigas empezaron a cultivar un tipo distinto de hongo que solo podía sobrevivir dentro de sus colonias. A diferencia de los hongos de sus antepasados, estos formaban estructuras especiales llamadas gongilidios, repletas de nutrientes para que las hormigas se alimentaran.
Los agricultores más avanzados de esta tribu son las «hormigas cortadoras de hojas», que incluyen los géneros Atta y Acromyrmex. Las cortadoras desarrollaron una notable capacidad para cortar hojas y flores frescas, un gran avance que les permitió cultivar sus jardines de hongos en vegetación recién cortada y rica en nutrientes, en vez de en material descompuesto. Una sola colonia de hormigas cortadoras de hojas, con millones de obreras, puede consumir una cantidad de materia vegetal comparable a la de un gran mamífero, por lo que su impacto en el entorno es ecológicamente similar al de los grandes herbívoros. Incluso se ha observado a estas hormigas crear elaboradas granjas subterráneas con complejos sistemas de ventilación, lo que demuestra el gran avance de sus prácticas agrícolas.
Atta mexicana u hormigas cortadoras de hojas mexicanas transportando materia vegetal a casa (Crédito: Jake Nitta)
Curiosamente, distintos grupos dentro de las Attini, como las hormigas que cultivan hongos coral y las que cultivan levaduras, también desarrollaron sus propias formas únicas de agricultura. Cada sistema surgió cuando las hormigas se adaptaron a distintas presiones ambientales y biológicas.
En conjunto, las hormigas cortadoras de hojas y sus parientes muestran la impresionante capacidad de adaptación y la innovación de los insectos a lo largo del tiempo. Su agricultura guarda cierto paralelismo con la agricultura humana y refleja la idea de que necesidades similares pueden llevar a distintas especies a encontrar soluciones comparables, incluso cuando las separan millones de años.
Las hormigas cortadoras de hojas tienen una huella de carbono
Las hormigas cortadoras de hojas desempeñan un papel importante en su ecosistema. Al cortar hojas y alimentar sus cultivos de hongos, contribuyen al proceso de descomposición y ayudan a reciclar los nutrientes para devolverlos al suelo. Esta actividad favorece el crecimiento de las plantas, contribuye a la salud de los bosques y ayuda a mantener la biodiversidad.
Ventilaciones de hormiguero de Atta vollenweideri, cortadora de hojas del Chaco (Crédito: Marcela Cosarinsky, Flavio Roces)
Además, las hormigas cortadoras de hojas influyen en los tipos de plantas que crecen en su hábitat. Al elegir selectivamente las hojas de ciertas plantas, modifican indirectamente la vegetación de su entorno. A los científicos les interesa este impacto porque muestra cómo una sola especie puede tener efectos generalizados en su entorno, de manera similar a cómo las prácticas agrícolas humanas transforman los paisajes.
Las hormigas cortadoras de hojas, en particular las del género Atta, desempeñan un papel sorprendente en las emisiones de gases de efecto invernadero de los bosques tropicales. Como ingenieras de los ecosistemas, modifican su entorno mediante grandes nidos complejos y montículos de desechos, lo que afecta la composición del suelo y el intercambio de gases con la atmósfera. Estudios realizados en bosques neotropicales, como los de Atta cephalotes en Costa Rica, han demostrado que estos nidos y montículos de desechos alteran la dinámica del CO₂ en el suelo, lo que provoca emisiones considerables de CO₂ e incluso de N₂O (óxido nitroso).
Los nidos de hormigas cortadoras de hojas del desierto suelen estar rodeados de hojas de palo fierro (crédito: Harrison Elkins)
En condiciones húmedas, los suelos tropicales ricos en arcilla suelen limitar el movimiento del CO₂, lo que provoca altas concentraciones de CO₂ bajo tierra. Sin embargo, los nidos de hormigas cortadoras de hojas, con sus extensas redes de túneles y cámaras, crean vías que ayudan a liberar el CO₂ del suelo a la atmósfera. El sistema de ventilación de estos nidos es muy eficaz: sus respiraderos liberan CO₂ en concentraciones decenas de miles de veces mayores que las del suelo sin nidos.
La influencia de las hormigas cortadoras de hojas en las emisiones de gases de efecto invernadero no se limita al CO₂. Sus montículos de desechos, donde se acumulan material vegetal degradado, biomasa fúngica y hormigas muertas, crean focos de residuos ricos en nitrógeno. Además de CO₂, estos montículos emiten cantidades considerables de N₂O, un potente gas de efecto invernadero.
Las cortadoras de hojas deshierban sus jardines
Uno de los aspectos más interesantes de las hormigas cortadoras de hojas es cómo se comunican y se organizan para realizar tareas complejas. Se comunican mediante señales químicas llamadas feromonas. Estas señales les permiten marcar rutas hacia las fuentes de hojas y de regreso, para que otras hormigas puedan seguirlas. Este trabajo en equipo es fundamental para transportar grandes cantidades de hojas y mantener los jardines de hongos.
Las hormigas cortadoras de hojas también practican la higiene para evitar que bacterias dañinas y plagas invadan sus jardines de hongos. La agricultura de las hormigas atinas depende de una notable asociación con otros organismos. Su sistema agrícola implica una relación mutualista (beneficiosa para ambas partes) tanto con los hongos que cultivan como con un tipo de bacteria, Pseudonocardia, que crece sobre el cuerpo de las hormigas.
La capa blanca de las hormigas cortadoras de hojas está formada por bacterias Pseudonocardia , que atacan a Escovopsis, un hongo que actúa como «maleza» para las hormigas cortadoras de hojas.
Esta bacteria produce antibióticos que protegen los cultivos de hongos de un hongo parásito dañino, Escovopsis. Esta relación simbiótica «de cuatro partes» —entre las hormigas, su hongo, las bacterias que lo protegen y el hongo parásito— refleja un extraordinario nivel de coevolución, en el que cada especie ha evolucionado junto a las demás durante millones de años.
En las colonias maduras, se puede observar una capa cerosa y blanca en el cuerpo de las hormigas cortadoras de hojas. Esta capa cerosa es una bacteria Pseudonocardia que trabaja junto con las hormigas para matar a Escovopsis. Esto es similar a cómo los agricultores usan pesticidas para proteger sus cultivos. Los esfuerzos de saneamiento de las hormigas cortadoras de hojas son fundamentales para mantener su fuente de alimento sana y productiva.
Pasajeras y guardianas de las hojas cortadas
Viajar sobre las hojas es un comportamiento fascinante de las hormigas cortadoras de hojas: pequeñas hormigas obreras, llamadas «mínimas», van sobre las hojas que las obreras más grandes transportan de vuelta al nido.
La defensa contra pequeñas moscas parásitas llamadas fóridos es una de las razones de este comportamiento. Se sabe que las moscas fóridas atacan a las hormigas más grandes que transportan hojas, poniéndoles huevos; cuando estos eclosionan, las larvas se alimentan de la hormiga. Las pequeñas hormigas que viajan a cuestas actúan como guardaespaldas y ahuyentan a estas moscas antes de que puedan atacar a la hormiga obrera más grande que lleva la hoja. En las colonias donde las moscas fóridas representan un problema mayor, los científicos han observado que el comportamiento de viajar a cuestas ocurre con más frecuencia. Algunas especies de hormigas incluso aumentan el número de pasajeras cuando perciben que hay moscas fóridas cerca, lo que demuestra que la presencia de estas moscas podría influir mucho en este comportamiento.
Hormigas cortadoras de hojas con pasajeras
Otra razón para viajar a cuestas está relacionada con la limpieza de las hojas. Mientras van sobre ellas, las hormigas pequeñas a veces limpian su superficie y pueden eliminar hongos dañinos o suciedad que podrían afectar sus cultivos de hongos. También pueden añadir enzimas a las hojas que ayudan a que el hongo del cultivo crezca mejor, lo que mejora la salud general de la colonia.
Por último, los científicos creen que el comportamiento de viajar a cuestas de las hormigas está relacionado con la alimentación de savia. Las hormigas cortadoras de hojas obtienen la mayor parte de sus nutrientes del hongo que cultivan, pero las hojas también liberan savia al cortarlas. Al viajar sobre las hojas, las hormigas pequeñas pueden alimentarse de esta savia y obtener nutrientes e hidratación adicionales durante sus recorridos en busca de alimento. Esta nutrición adicional podría ayudar a las hormigas que viajan a cuestas a mantenerse activas y con energía mientras protegen y limpian las hojas.
Estas posibles razones -la conservación de energía, la limpieza de las hojas, la defensa contra las moscas fóridas y la alimentación de savia- probablemente contribuyen de distintas maneras al comportamiento de viajar a cuestas, lo que lo convierte en una adaptación versátil y útil para las hormigas cortadoras de hojas. Este comportamiento demuestra cómo incluso las conductas pequeñas pueden desempeñar un papel importante en la supervivencia de una especie y es solo un ejemplo de las complejas estrategias que han desarrollado las hormigas cortadoras de hojas para afrontar los desafíos de su entorno.
Superautopistas de hormigas cortadoras de hojas
Las hormigas cortadoras de hojas son expertas constructoras en el mundo de los insectos y crean caminos que funcionan como superautopistas a través del bosque. Estos caminos pueden extenderse cientos de metros y conectar distintas zonas del vasto territorio de la colonia, lo que permite que miles de hormigas transporten hojas hasta sus granjas subterráneas. A diferencia de las carreteras humanas, cuya construcción requiere planificación y maquinaria, los caminos de las hormigas se construyen y mantienen íntegramente mediante conductas sencillas de hormigas individuales que trabajan en conjunto sin un plan detallado.
Sendero de hormigas cortadoras de hojas a través del sotobosque (crédito: Beatrice Murch)
Cuando las hormigas encuentran algo que bloquea el camino, como una ramita o una hoja, pueden retirarlo o rodearlo. Parece que ciertas hormigas actúan casi como «despejadoras de senderos» mientras otras siguen transportando cargas, de modo que el camino se vuelve más despejado y transitable con el tiempo.
Cada hormiga tiene cierta probabilidad de despejar un obstáculo cuando se encuentra con él y, con el tiempo, estos esfuerzos individuales dan lugar a senderos amplios y despejados que benefician a toda la colonia. Sin señales complejas ni planificación, las conductas de las hormigas se combinan para crear una red organizada y eficiente.
Autopista de hormigas cortadoras de hojas (crédito: Dennis Tang)
Los distintos obstáculos también reciben un trato diferente: a menudo se ignoran los objetos planos que están en el sendero, mientras que los objetos verticales o que obstruyen el paso suelen retirarse. A veces, incluso llevan al nido objetos como tiras de papel impregnadas con sustancias azucaradas, lo que demuestra que las hormigas podrían guiarse por el olfato y el gusto al decidir si mueven o ignoran un objeto en el camino.
Al mantener estos senderos, las hormigas se desplazan eficientemente entre las fuentes de alimento y su nido. Las superautopistas que construyen ahorran tiempo y energía, y facilitan que la colonia transporte las enormes cantidades de hojas que necesita para sus granjas subterráneas de hongos. Estas cortadoras de hojas trabajan sin descanso en sus autopistas, demostrando cómo las conductas individuales pueden crear estructuras a gran escala sin planes detallados ni comunicación directa.
Conclusión
Las hormigas cortadoras de hojas son verdaderamente únicas en el mundo de los insectos. Su estilo de vida agrícola, su compleja estructura social y su impacto ambiental las convierten en una de las especies más fascinantes de la naturaleza. Al estudiar a estas hormigas, los científicos aprenden más sobre la evolución, la agricultura y la organización social. Estos diminutos agricultores nos ofrecen perspectivas que pueden ayudarnos a comprender mejor la sostenibilidad y la cooperación, dos principios cruciales no solo para las hormigas, sino también para la sociedad humana.
Hormiga cortadora de hojas del desierto con capullo floral
En sus complejas sociedades en miniatura, las hormigas cortadoras de hojas muestran cómo la cooperación, la división del trabajo y el uso eficiente de los recursos pueden conducir al éxito. Para una especie tan pequeña, nos recuerdan que trabajar en equipo y respetar el medio ambiente son claves para prosperar en cualquier ecosistema.
Lecturas adicionales
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Fernandez‐Bou, A. S., Dierick, D., Swanson, A. C., Allen, M. F., Alvarado, A. G., Artavia‐León, A., Carrasquillo‐Quintana, O., Lachman, D. A., Oberbauer, S., Pinto‐Tomás, A. A., Rodríguez‐Reyes, Y., Rundel, P., Schwendenmann, L., Zelikova, T. J., & Harmon, T. C. (2019). El papel de la hormiga cortadora de hojas atta cephalotes, ingeniera del ecosistema, en la codinámica del suelo en una selva tropical húmeda. Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, 124(2), 260–273. https://doi.org/10.1029/2018jg004723
Halboth, F., & Roces, F. (2017). La construcción de torretas de ventilación en las hormigas cortadoras de hojas atta vollenweideri: los niveles de dióxido de carbono en los túneles del nido, pero no el flujo de aire ni la humedad del aire, influyen en la estructura de las torretas. PLOS ONE, 12(11). https://doi.org/10.1371/journal.pone.0188162
Obreras y reinas de las hormigas cortadoras de hojas: Pregúntale a un biólogo. Obreras y reinas de las hormigas cortadoras de hojas | Pregúntale a un biólogo. (s. f.). https://askabiologist.asu.edu/leafcutter-castes
Personal de San Diego Zoo Global Library. (s. f.). Guías de biblioteca: ficha informativa sobre la hormiga cortadora de hojas (Atta Cephalotes): comportamiento y ecología. Comportamiento y ecología - Ficha informativa sobre la hormiga cortadora de hojas (Atta cephalotes) - LibGuides de International Environment Library Consortium. https://ielc.libguides.com/sdzg/factsheets/leafcutter-ant/behavior
Soper, F. M., Sullivan, B. W., Osborne, B. B., Shaw, A. N., Philippot, L., & Cleveland, C. C. (2019). Las hormigas cortadoras de hojas crean grandes focos de óxido nitroso en los bosques tropicales. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 286(1894), 20182504. https://doi.org/10.1098/rspb.2018.2504