Mycocepurus smithii

Mycocepurus smithii es una especie de hormiga cultivadora de hongos originaria de Latinoamérica . Esta especie tiene una amplia distribución geográfica y se puede encontrar desde México en el norte hasta Argentina en el sur, así como en algunasislas del Caribe . ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]} Vive en una variedad de hábitats boscosos y áreas abiertas asociadas. ^{[ 2 ]} Dos estudios publicados en 2009 demostraron que algunas poblaciones de la especie consisten exclusivamente en hembras que se reproducen por partenogénesis telítoca . ^{[ 4 ] [ 5 ]} Un estudio detallado encontró evidencia de reproducción sexual en algunas poblaciones en la Amazonía brasileña. ^{[ 3 ]} En consecuencia, M. smithii consiste en un mosaico de poblaciones que se reproducen sexual y asexualmente. ^{[ 3 ]} En las poblaciones asexuales, todas las hormigas en una sola colonia son clones hembrasde la reina . ^{[ 3 ]} Dentro de la colonia, las hormigas cultivan un jardín de hongos que crece con trozos de materia vegetal muerta, insectos muertos y excrementos de insectos. ^{[ 6 ] [ 7 ]}

Las hormigas del género Mycocepurus se reconocen claramente por el grupo de espinas en forma de corona en su promesonoto, el mesonoto y el pronoto fusionados en la parte frontal de su mesosoma o sección media. Mycocepurus smithii tiene espinas propodeales (posteriores del alitrunk) afiladas y sobresalientes, a diferencia de M. obsoletus , cuyas espinas propodeales son romas. Las obreras tampoco tienen espinas promesonotales desarrolladas en el centro de su corona, lo que diferencia a M. smithii de M. goeldii y especies similares. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

Inicialmente, se pensó que M. smithii solo se reproducía asexualmente porque no se había encontrado evidencia de individuos machos. Esto llevó a que M. smithii fuera reconocida como la primera especie de hormiga cultivadora de hongos en reproducirse a través de partenogénesis telítoca, donde las hembras, las obreras y las reinas reproductivas, se producen asexualmente. ^{[ 5 ] [ 4 ]} El mecanismo citogenético de la telitoquia es apomixis (partenogénesis mitótica) o automixis con fusión central y bajas tasas de recombinación . ^{[ 3 ]} La automixis con fusión central es el mecanismo citogenético que se registró en otras especies de hormigas asexuales. ^{[ 8 ]} A menudo se encuentran nidos con múltiples reinas sin alas , lo que sugiere que M. smithii es una especie poligínica . ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]} Este parece ser un caso de poliginia secundaria, y las reinas pueden ser hijas de la fundadora. ^{[ 6 ]}

Un estudio detallado de muchas poblaciones de M. smithii a lo largo de su área de distribución geográfica (de México a Argentina) mostró que algunas poblaciones de M. smithii en la Amazonía brasileña se reproducen sexualmente. Esto se demostró utilizando marcadores genéticos altamente variables . También se encontró esperma almacenado en las espermatecas de las reinas. Se sugirió la reproducción sexual como un mecanismo para mantener la diversidad genética observada en esta especie. ^{[ 3 ]} En resumen, M. smithii no es puramente asexual, sino que consiste en un "mosaico" de poblaciones sexuales y asexuales. Las reconstrucciones filogenéticas y la biología de la especie sugieren que estas poblaciones sexuales dieron origen a las asexuales. ^{[ 3 ]} El mecanismo detrás del cambio a la asexualidad aún se desconoce. Sin embargo, los ensayos con antibióticos y los análisis genéticos sugieren que no es un endosimbionte como Wolbachia el que causa la asexualidad. ^{[ 4 ]} De hecho, un análisis comparativo mostró que los endosimbiontes Wolbachia no parecen causar asexualidad en las hormigas en general. ^{[ 8 ]}

Los nidos y colonias de M. smithii fueron estudiados con gran detalle en Puerto Rico y Brasil . ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 5 ]} En la superficie, los nidos de M. smithii pueden reconocerse por sus montículos de nido que consisten en tierra excavada y arcilla. Una entrada de nido de aproximadamente 1,2 mm de diámetro se encuentra en el centro de cada montículo de nido. Los nidos grandes de M. smithii , que presumiblemente son más antiguos, pueden contener hasta 7 cámaras. ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]} Algunas cámaras de hongos son poco profundas, mientras que otras pueden encontrarse a grandes profundidades, hasta 2 metros. ^{[ 7 ]} Las cámaras abandonadas se utilizan para depositar desechos del jardín de hongos y tierra suelta de la construcción de la cámara. El número de cámaras de nido tiende a aumentar a medida que las colonias envejecen. ^{[ 7 ]} Debido a que las reinas de M. smithii son capaces de reproducción asexual, se cree que las colonias también pueden crecer por gemación ^{[ 7 ]} además de la fundación independiente de colonias. ^{[ 5 ]} Las colonias que crecen por gemación pueden dar lugar a grandes redes de colonias. ^{[ 7 ]}

Las obreras de hormigas M. smithii mantienen túneles estrechos (1,3 mm de diámetro), que impiden el paso de dos hormigas entre sí (el tamaño de la cabeza es de aproximadamente 0,7 mm para las obreras y 0,9 mm para las reinas). Los túneles también presentan varias secciones ligeramente más grandes (de unos 3,6 mm de diámetro), que permiten el paso y facilitan el intercambio de información. Se presume que los túneles estrechos son más fáciles (y menos costosos energéticamente) de construir y también pueden contribuir a regular la humedad o la temperatura de la colonia o a prevenir intrusiones de depredadores. ^{[ 6 ] [ 7 ]} En general, las colonias de M. smithii son más pequeñas que las de M. goeldii . ^{[ 5 ] [ 7 ]}

Al fundar una nueva colonia, las jóvenes reinas se desprenden de sus alas antes de excavar el nido o justo dentro de él. Luego excavan un túnel de aproximadamente 10 cm (4 pulgadas) de profundidad y crean una cámara primaria. La reina sin alas lleva las alas a la cámara primaria y las inserta en el techo de la cámara, donde la superficie de las alas sirve como plataforma para el crecimiento de un incipiente jardín de hongos. También buscará excrementos de orugas alrededor de la entrada del nido para alimentar el jardín de hongos. Las alas anteriores de las hembras de todos los llamados Paleoattini (los géneros Mycocepurus , Apterostigma y Myrmicocrypta ) tienen una mancha en forma de media luna sin venas, pelos ni pigmentación, y se cree que proporciona una plataforma "fácil de limpiar" para el jardín de hongos. ^{[ 6 ]} Las reinas de la especie parásita social Mycocepurus castrator no fundan sus colonias de forma independiente, y la mancha clara está ausente en sus alas. ^{[ 9 ]} Esto apoya indirectamente la idea de que la mancha alar tiene una función durante la etapa inicial de fundación de la colonia y cultivo de hongos de las reinas de Mycocepurus que fundan colonias de forma independiente . ^{[ 9 ]} A medida que la colonia madura, las obreras se desarrollan y luego cuidan el jardín de hongos, alimentándolo con hojas secas, excrementos de orugas y otros restos de la hojarasca. ^{[ 6 ] [ 7 ]}

Una característica del cultivo de M. smithii es que, a diferencia de las hormigas attinas superiores, utilizan una amplia diversidad de linajes de hongos para sus jardines. ^{[ 10 ] [ 11 ]} Los linajes de M. smithii han experimentado muchos cambios de cultivar a lo largo del tiempo. Se hipotetiza que esta tendencia a cambiar de cultivar es un mecanismo para ayudar a compensar algunos de los costos de la asexualidad. ^{[ 12 ]} También a diferencia de otras hormigas cultivadoras de hongos, M. smithii tiene un microbioma que es distinto del suelo circundante. ^{[ 13 ]} Una población brasileña de M. smithii tiene un cultivar de hongos con estructuras similares a gongilidias . Esto es inusual, porque las gongilidias son los cuerpos alimenticios ricos en nutrientes producidos por los hongos de las hormigas cortadoras de hojas , y las hormigas cortadoras de hojas son parientes bastante distantes de Mycocepurus. ^{[ 14 ]}

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• Fotografía de Mycocepurus smithii en myrmecos.net
• Información taxonómica y sinonimia de Mycocepurus smithii en antcat.org
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• Para obtener más información sobre la distribución y la biología de Mycocepurus smithii, visite antweb.org.