El documento describe la relación simbiótica mutualista entre hormigas y hongos. Las hormigas cultivan hongos en jardines subterráneos, alimentándolos con hojas masticadas y manteniendo limpio el ambiente. A cambio, el hongo provee nutrientes a las hormigas. Esta relación se ha mantenido por millones de años mediante adaptaciones morfológicas y fisiológicas en ambas especies.

1. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ FACULTAD DE ARQUITECTURA Mutualismo entre hormigas y hongos ASIGNATURA : Ecología y Territorio CATEDRÁTICO : Arq. Córdova López Juan Luis ALUMNOS : Leonardo Álvaro Jean Pierre Pimentel Sulca, Robhert James SEMESTRE : II

2. Introducción Un pedacito de hoja avanza sobre la rama. Debajo, una hormiga la sostiene firmemente con sus mandíbulas. Ella corre hacia una de las entradas de su hormiguero donde imponentes obreras (las más grandes) están de guardia. Después de reducir en pequeños trozos las hojas, éstas son introducidas en un compartimiento subterráneo. Allí, las pigmeas, pequeñas hormigas jardineras, se ocupan de mantener una masa de mycelium. En este amasijo crecen pequeñas bolas de nutrientes que las hormigas utilizan como alimento.

3. Cómo funciona el mutualismo de las hormigas y los hongos Como muchos árboles producen químicos para protegerse de los hongos o insectos, no todas las hojas de la selva se pueden comer por eso que las hormigas deben tomar decisiones. Ellas los trozos de hojas hasta el lugar debajo de la tierra donde su jardín esta establecido. Las hormigas preparan una pequeña pila de nutrientes, proveniente de la descomposición de materia orgánica que el hongo utilizará. El hongo descompone las hojas cortadas y toma los nutrientes de la planta. Las hormigas ayudan al hongo en todo este proceso masticando los trozos de hojas hasta formar pequeños y suaves bocados, fáciles de ser digeridos por el hongo. Las hormigas limpian las hojas para remover cualquier pedacito de otro tipo de hongo que puedan crecer en ellas. Tratan de mantener el jardín del hongo limpio y puro. El hongo no tiene boca y no puede tragar. Produce un químico que deja libre, que rompe la estructura de la hoja. Entonces el hongo crece y forma una pasta de la cual las hormigas se alimentan.

4. Cómo empezó la relación hormiga hongo Hace unos 40 millones de años, siendo la actual hormiga arriera una cosechadora de semillas y otros órganos vegetales en la naturaleza para su alimentación directa, se encontró con un hongo, tal vez un basidiomyceto, saprofito de materia orgánica en descomposición, poseedor de conidioforos y conidias el cual seguramente contaminó el material alimenticio dejado por las hormigas en sus cámaras dentro o en la superficie del suelo, este fue el inicio de una simbiosis mutualista u obligada que es una característica ecológica que le permite a organismos de diferentes especie, beneficiarse mutuamente con la asociación, sin embargo, las hace interdependientes en su existencia.

5. Cuidado de los hongos Este hongo es una especie que no crece por sí mismo. Necesita que las hormigas lo alimenten. Necesita de nuevos hogares subterráneos, cómodamente frescos, húmedas cavernas construidas por las hormigas. El hongo necesita de las hormigas para que le mastiquen su comida, para mantenerlo limpio, y para plantar más jardines de hongos. Hasta tiene a las hormigas de “doctores”. Cuando el hongo está enfermo, las hormigas tienen un pequeñísimo germen que produce un químico para la cura del hongo enfermo.

6. Como limpian su habitad las hormigas La caverna es limpiada por las hormigas, la basura que queda es tirada afuera en una pila de basura fuera de la residencia subterránea de las hormigas. Esta es una pila de pequeños paquetes del material que ha quedado de las hojas. Cada paquete ha sido llevado y depositado en el mismo lugar, construyendo así una pila de basura que puede llegar a medir hasta 65 centímetros de altura.

7. Principales cambios morfológicos y fisiológicos del hongo atamyces resultado de su simbiosis con la hormiga arriera MORFOLÓGICOS : Producción de ensanchamientos nutritivos llamados gongilidios, estos reemplazan a los conidioforos y las conidias. FISIOLÓGICOS : Su papel bioquímico cambia, se especializa en producir enzimas para degradar vegetales haciéndolos comestibles a las hormigas y la habilidad para desnaturalizar los análogos de la hormona juvenil presentes en muchas plantas y que afectan a los insectos.

8. Las hormigas arrieras han tenido que adaptarse más al hongo que este a ellas. El aloetismo (diferente tamaño corporal según su oficio en el hormiguero) en las castas obreras es muestra de una adaptación fisiológica (la función determinada en el hormiguero de una hormiga determina su tamaño corporal), lo mismo es la cavidad infrabucal de la reina en las que estas almacenan y transportan un poco de micelio al nuevo nido, es el método más eficaz de propagación del hongo. La adaptación fisiológica principal de las hormigas fue un cambio en el sistema glandular exocrino (producción de feromonas) y las glándulas metapleurales en las cuales produce ácido fenilacetico que actúa contra bacterias y hongos y ácido indolacetico el cual impide la germinación de semillas y esporas, las feromonas las utiliza en la comunicación.

9. Principales cambios morfológicos y fisiológicos de la hormiga arriera, resultado de su simbiosis con el hongo attamyces MORFOLÓGICOS : Aparición de las diferentes castas, aloetismo, y de la cavidad infrabucal en la reina FISIOLOGICOS : Cambio en el sistema glandular exócrino (producción de feromonas). Sistema glandular exocrino de una obrera. Está especialmente adaptada para la producción de sustancia de comunicación química. Alguna feromonas son almacenadas en los reservorios y liberadas en explosión solo cuando son necesarias; otras son secretadas continuamente. Dependiendo de las especies, las sustancias son producidas por la glándula de Dufor, glándula de Pavan, o la glándulas de veneno; sustancias de alarma son producidas por las glándulas anal y mandibular (Wilson, 1993).

10. Organización de las hormigas Las colonias de estas especies poseen una organización social muy especializada; los individuos presentan tamaños diferentes que están relacionados con la función que cada uno de ellos cumple dentro del grupo. Reina : crear el hormiguero y multiplicar la colonia Operarias estériles : Jardineras : se encargan de transportar los huevos, alimentar las larvas, limpiar a las obreras de parásitos cuando regresan del campo, cuidar y alimentar la reina, degradar el material vegetal para favorecer el desarrollo del hongo, transportar el material de desecho al basurero de la colonia, entre otras tareas. Cortadoras : tienen como primer trabajo abrir el orificio del nido al exterior, cortan las hojas y las transportan hasta la colonia, excavan túneles, remueven sustratos viejos del hongo y hormigas muertas y ayudan en la defensa de la colonia

11. Organización de las hormigas Operarias estériles : Soldados : caracterizados por tener una cabeza muy ancha dotada de fuertes mandíbulas, están encargados de la defensa de la colonia y duran en promedio dos años. Hembras (futuras reinas) : darán origen a nuevos hormigueros. Machos alados : darán origen a nuevos hormigueros.

12. Las hormigas poseen un antibiótico para proteger sus cultivos Un grupo de científicos ha descubierto que las hormigas llevan potentes bacterias antibióticas en huecos especiales en sus cuerpos, que ayudan a controlar un parásito que podría arruinar su cultivo fungoso. El entomólogo Cameron Currie y sus colegas de la universidad de Wisconsin, al explorar con un microscopio electrónico unos hoyos en forma de medialuna en los exosqueletos de dos especies de hormigas panameñas, descubrieron las bacterias antibióticas. La hormiga apoya la existencia del microbio al secretar nutrientes por unas glándulas exocrinas especiales conectadas con las hendiduras u hoyos donde se desarrolla la bacteria.

13. Las hormigas poseen un antibiótico para proteger sus cultivos Cada especie de hormigas (de las examinadas) tiene estructuras distintas, altamente modificadas, para dar apoyo a diversos tipos de bacterias, observa Currie. Esto indica que las hormigas se han adaptado con rapidez para mantener a las bacterias. También indica que la coevolución entre las bacterias y las hormigas, así como el hongo y los parásitos, ha estado ocurriendo desde hace mucho, al parecer unos diez millones de años. Más de 200 especies de hormigas muestran esta compleja simbiosis. Este inesperado hallazgo es prometedor, también, para la agricultura y la medicina humanas: las hormigas han podido evitar durante 50 millones de años que aumente la resistencia de los parásitos al antibiótico. Las hormigas Attine se unen entonces a una breve lista de insectos, animales y plantas que se sabe que alojan microbios beneficiosos.

14. GALERÍA DE IMÁGENES

15. Nido epífito (sobre un árbol) de Formica dolichoderines . Las formas de nidos son múltiples y diversas según las especies de hormigas: subterráneos, en los árboles, entre las hojas pegadas, en las fibras tejidas de las plantas, etc. Masa desenterrada de Mycelium En el nido, las pigmeas limpian permanentemente la masa. Si no fuera así, bacterias, mohos y otros agentes nocivos proliferarían.

16. Hormiga pequeña encima de una hoja

17. La reina es fecundada por tres y hasta por ocho machos, acumulando aproximadamente 140 millones de espermas que la mantendrán fértil por 12 años o más. El rol de las diferentes especies de hormigas arrieras en condiciones naturales es estimular el crecimiento de las plantas y enriquecer el suelo.

18. GRACIAS