Debajo del dosel de la selva tropical, un rugido bajo de los insectos se convierte en crescendos periódicos a medida que las hojas de color rojizo y castaño más grandes que los platos de la cena descienden de las ramas de arriba. Los guacamayos escarlatas y los tucanes de cresta amarilla emiten llamadas ásperas. Los monos capuchinos arrojan detritos de los árboles a cuatro biólogos que avanzan lentamente a lo largo de un tramo de la selva amazónica, a solo unas horas en coche al norte de Manaus, Brasil. Dentro de este vasto tramo de jungla, que se extiende sin interrupción durante cientos de millas hasta la frontera venezolana, están buscando pistas para explicar un evento evolutivo extraordinario.
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En algún lugar cerca de este lugar hace 50 millones de años, después de que los dinosaurios desaparecieron, ciertas especies de hormigas comenzaron a cultivar y comer hongos. De todos los animales en la tierra, solo estas hormigas particulares, varios tipos de escarabajos y termitas, y, por supuesto, los seres humanos, producen su propia comida. De alguna manera, esta nueva tribu de hormigas, los attinos, pasó, en términos antropomórficos, de ser cazadores-recolectores a granjeros. Cómo y por qué lo hicieron sigue siendo un misterio tentador.
Ted Schultz, entomólogo investigador del Museo Nacional de Historia Natural de la Institución Smithsonian, se arrodilla con la intensidad de un suplicante a la entrada de un hormiguero. Tiene una mata de cabello y ojos negros como el alquitrán que parecen grandes orbes de carbón detrás de lentes gruesos. El objeto de su interés es un nido de cortadoras de hojas, la más llamativa de las hormigas atinas.
A seis metros de un árbol de trompetas cercano, las hormigas se posan sobre hojas recién germinadas, con las mandíbulas abiertas y esculpiendo elegantes medias lunas. Cargan estos esquejes, que pesan hasta diez veces más de lo que pesan, sobre sus espaldas y se dirigen a casa, bajando por el árbol en una línea ondulada no muy diferente a una banda de motores de piano. Desde un poco de distancia, las hormigas, con elegantes sombreros de color verde neón, parecen estar bailando.
Otras corrientes de cortadoras de hojas fluyen desde las sombras a través de hojas quebradizas y moribundas, hacia un claro de tierra arenosa bermellona alrededor de cráteres en la tierra. Pasan junto a hormigas más grandes con mandíbulas de gran tamaño que vigilan cerca de la entrada del nido, desapareciendo en largos y curvos canales subterráneos, que se abren a miles de cámaras que se extienden hacia abajo y hacia afuera a través de tierra sólida como una roca.
Millones de hormigas en un área del tamaño de una habitación pequeña llenan los nidos. Una vez dentro de las cámaras, los cortadores de hojas sueltan sus cargas. Pequeñas hormigas de jardinería se hacen cargo. Limpian, recortan y engarzan los bordes de las hojas, manchan sus propias secreciones y desbastan las superficies. En estos trozos de hoja, que se alinean en filas ordenadas, las hormigas colocan trozos de hongo de cosecha propia.
Schultz y su colaborador cercano, Ulrich Mueller, un ecologista del comportamiento de la Universidad de Texas en Austin, creen que la capacidad de los cortadores de hojas para cultivar y cosechar hongos es similar a la agricultura humana. Incluso sugieren que los humanos tienen algo que aprender de las hormigas, señalando el reciente descubrimiento de que las attinas usan antibióticos para controlar las enfermedades dentro de sus jardines de hongos. "¿Alguna vez has tratado de mantener algo en los trópicos libre de plagas durante más de unos segundos?", Dice Schultz. "Este es un logro increíble ". Tal vez, sugiere, un estudio cuidadoso de las hormigas proporcionará formas para que los humanos luchen contra las enfermedades o cultiven de manera más sostenible. "Estas hormigas tienen un sistema de retroalimentación positiva: 50 millones de años de agricultura sostenible", dice Schultz.
Este notable registro parece particularmente conmovedor aquí en la selva tropical. Durante el viaje hacia el norte por la nueva carretera de 1, 000 millas que va desde Manaus a Caracas, el patrón de desarrollo de espina de pescado que despoja grandes franjas del Amazonas es evidente, con nuevas carreteras de registro de tierra que se abren en todas las direcciones. Por el contrario, "los cortadores de hojas no están sesgando las cosas", señala Schultz. “Se podrían imaginar muchos escenarios en los que los nidos de hormigas en estos bosques se hacen cada vez más grandes, donde llevarían esta agricultura hasta el punto en que inclinarían todo el sistema. Pero no lo hacen.
Schultz y Mueller han regresado al Amazonas para tratar de descubrir cómo la primera hormiga, la madre de todas las hormigas jardineras, comenzó a cultivar la comida de su colonia. ¿Cómo es ella? ¿Cómo se comportó ella? ¿Y cómo demonios logró una transformación tan trascendental?
Los humanos han estado intrigados por las hormigas cortadoras de hojas durante siglos. El Popol Vuh, la antigua crónica maya, celebró sus habilidades de inteligencia y comunicación. Charles Darwin, en su primera visita a la selva tropical de Brasil, quedó impresionado por su ubicuidad y laboriosidad. "Los caminos bien transitados se bifurcan en todas las direcciones, en las que se puede ver un ejército de forrajeos que nunca fallan", escribió en 1839.
Unas décadas más tarde, el gran naturalista inglés Henry Walter Bates, al señalar la industria y la gracia de los cortadores de hojas en su obra maestra de 1863, The Naturalist on the River Amazons, también registró una visión más funesta: la de los granjeros locales que consideraban a las hormigas como "terribles plaga ”. Pero Bates, como otros observadores, pensó que los cortadores de hojas usaban sus esquejes como protección contra la lluvia. (También se les llama hormigas parasol.) Se necesitó un ingeniero y un ecologista autodidacta, Thomas Belt, para finalmente descubrir cómo se usaban realmente las hojas. En una operación minera en Nicaragua, Belt excavó dos nidos de cortadoras de hojas. Para su sorpresa, pudo encontrar pocos signos de hojas cortadas. Sin embargo, al examinar detenidamente el material marrón esponjoso que llenaba las cámaras, Belt notó “pedazos minuciosamente subdivididos de hojas, marchitas a un color marrón, cubiertas de maleza y ligeramente conectadas por un diminuto hongo blanco. . . . ”Los cortadores de hojas, escribió Belt en 1874, “ son, en realidad, cultivadores y comedores de hongos ”.
No mucho después, William Morton Wheeler, decano de investigación de hormigas en Harvard, escribió un libro completo sobre los cultivadores de hongos. Y Edward O. Wilson, quien más tarde sucedería a Wheeler como el preeminente erudito de las hormigas en Harvard, llamó a los cortadores de hojas "entre los insectos sociales más avanzados".
Pero los investigadores que intentaban comprender mejor las observaciones innovadoras de Belt enfrentaron obstáculos importantes, particularmente cuando se trataba de identificar el tipo de hongos que las hormigas estaban creciendo. Los científicos suelen identificar un hongo a través de su esporóforo, la parte de la planta que produce esporas. Sin embargo, en los jardines de hormigas, los esporóforos rara vez se evidencian por razones que aún no están claras. "Es como si las hormigas hubieran castrado el hongo", explica Schultz. (En esencia, las hormigas propagan los hongos tomando esquejes). Al carecer de un método para identificar los tipos de hongos, a los científicos les faltaba la mitad de la historia.
Aquí es donde estaban las cosas cuando Mueller y Schultz se cruzaron por primera vez en la Universidad de Cornell a fines de la década de 1980. Allí, se unieron con los especialistas en hongos Ignacio Chapela, ahora en la Universidad de California en Berkeley, y Stephen Rehner del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos en Beltsville, Maryland. Chapela sacó cepas individuales de hongos de los jardines de hormigas y los mantuvo vivos. Usando técnicas de genética molecular, Rehner describió las diferencias entre las diversas cepas. Schultz comparó esos resultados con su análisis de ADN de las hormigas asociadas. En 1994, el grupo publicó un estudio en la revista Science que documenta la interacción entre los hongos y las hormigas. "Ahora está claro", escribieron, "que el origen del comportamiento de crecimiento de hongos fue un evento extremadamente raro, ya que ocurrió solo una vez en la historia evolutiva de las hormigas". un linaje de hongos durante al menos 23 millones de años.
En un informe de seguimiento cuatro años después, Mueller, Rehner y Schultz modificaron la sabiduría aceptada, argumentando que los hongos atinos a menudo representaban una variedad de especies, no solo una que pasaba al fundar reinas de nido en nido. Los científicos escribieron que los atinos más "primitivos" comparten a veces sus hongos entre sí, incluso con especies de hormigas distantes, una versión, sugirieron los biólogos, de la rotación de cultivos. "Podemos demostrar que el fracaso de los cultivos es un problema importante en sus vidas", explica Mueller. “Hacen lo mismo que los humanos han hecho, yendo a los vecinos a buscar un reemplazo, a veces robándolo, a veces invadiendo y matando a los vecinos también. Hemos demostrado esto en el laboratorio. Lo siguiente lógico es buscarlo en la naturaleza ".
La inclinación de los científicos por comparar la fungicultura de hormigas con la agricultura humana ha suscitado críticas. Naomi Pierce, especialista de Harvard en interacciones entre hormigas y plantas, elogia su trabajo de campo, pero cree que convertir a las hormigas en granjeros puede llevar las cosas demasiado lejos. "El problema es que puede quedar atrapado por la metáfora", dice ella. Las hormigas, por supuesto, no desarrollaron conscientemente la agricultura. Según Ignacio Chapela, proyectar la intención humana sobre las hormigas puede cegar a los investigadores sobre las razones por las cuales las hormigas hacen lo que hacen.
Mientras Mueller y Schultz trabajaban en la relación de las hormigas con los hongos, un equipo de biólogos de la Universidad de Toronto observaba, y se preguntaba, la presencia de un moho persistente y devastador, llamado Escovopsis, en los jardines de attine. ¿Cómo fue, preguntaron, que este potente parásito no invadía regularmente los nidos de atinos? Tomando nota de un polvo blanco en la parte inferior de las hormigas atinas, finalmente lo identificaron como un tipo de bacteria, Streptomyces, que secreta antibióticos. Los antibióticos mantenían a raya a los Escovopsis . Más importante aún, lo hicieron durante largos períodos de tiempo, sin que los Escovopsis se volvieran totalmente resistentes.
Puede haber una especie de "carrera armamentista por etapas", dice Cameron Currie, uno de los investigadores de Toronto (ahora en la Universidad de Kansas), en el que los antibióticos atinos se adaptan continuamente a cualquier resistencia acumulada en la Escovopsis . El parásito no se elimina por completo, pero tampoco inunda el nido. Currie ahora está tratando de determinar cuánto tiempo ha tenido lugar este fuego cruzado químico.
De repente, se demostró que un caso de simbiosis entre las hormigas y los hongos en los libros de texto tiene cuatro jugadores principales, o cinco, si se cuentan los antibióticos producidos por la bacteria. Cuando estos antibióticos no funcionan, las hormigas cortan trozos de hongos infectados y los arrastran lejos del nido.
En la selva tropical, el amanecer aún no ha llegado; Las hormigas Blepharidatta nocturnas, parientes cercanos de los attines, todavía están trabajando, transportando granos minúsculos de cereales, que Mueller extendió la noche anterior. El cebo ha permitido que Mueller rastree a Blepharidatta hasta su nido. Debido a que se ha observado que Blepharidatta, que no cultiva hongos, transporta trozos de hongos de vida libre, Mueller sospecha que ellos mismos pueden estar al borde del cultivo. Mueller está particularmente intrigado por los experimentos en los que Blepharidatta mueve grupos de hongos más cerca de sus nidos. "Estamos buscando algo muy profundo en el pasado evolutivo", dice Mueller. “Algunas hormigas en estos bosques comenzaron a asociarse con el hongo. Y esa transición es la misma transición que hicieron los seres humanos ".
Mueller enciende un faro. "Estamos tratando de rastrear las cosas, pero no encontraremos al 'antepasado' aquí, por supuesto", explica. "Lo que estamos buscando es una especie que haya conservado algunos de los rasgos que caracterizaron al antepasado". No es diferente a cómo los lingüistas visitan a personas aisladas para estudiar cómo han cambiado los patrones del habla, dice. "Eso es algo como lo que estamos haciendo aquí, mirando cómo la conducta más primitiva podría haber producido una conducta más elaborada". En otras palabras, la evolución se desarrolla de manera menos clara que las líneas claras que quizás recuerdes de la escuela secundaria y más como una película en la que las secuencias pueden repetirse, permanecer sin cambios o incluso correr hacia atrás en una especie de contraataque.
Los pantalones de Mueller están manchados de sudor y barro, le salen ronchas llameantes en el cuello y los brazos, y los mosquitos zumban cerca de sus orejas. "Somos un poco anormales en nuestras obsesiones", admite. “Estamos realmente en el extremo. ¡Quién más sudaría en el bosque para encontrar estas estúpidas hormigas!
Cuando era niño, dice Mueller, "no estaba muy interesado en los insectos". Quizás esto se debió a que su padre, un botánico de la compañía química Bayer, fue afectado por una misteriosa enfermedad tropical contraída en una expedición en El Salvador cuando Ulrich estaba solo 4 años Mueller tenía 9 años cuando su padre murió de la enfermedad. Después de abandonar la escuela de medicina, leyó el controvertido libro Sociobiología de Edward O. Wilson (un esfuerzo por vincular el comportamiento de todos los animales, desde las hormigas hasta los humanos, en una gran síntesis). Inmediatamente supo lo que quería hacer con su vida, adoptar "un enfoque evolutivo para comprender el comportamiento animal, el comportamiento social y luego el comportamiento humano".
Schultz también llegó a las hormigas a través de una ruta tortuosa influenciada por Wilson. Criado en un pequeño pueblo de cuello azul al sur de Chicago, hijo de padres que no fueron a la universidad, Schultz fue a una estricta escuela luterana. Allí, uno de sus maestros trató de convencerlo de que "los huesos de dinosaurios fueron enterrados por Dios para poner a prueba nuestra fe".
Después de abandonar la Universidad de Chicago y trasladarse al oeste hacia San Francisco a principios de la década de 1970, Schultz realizó una serie de trabajos: técnico dental, tapicero de cama de agua e impresora, antes de probar suerte como escritor de ensayos críticos sobre fenómenos paranormales ( "Blobs from Space" y "Stranger than Science"). En su camino al trabajo una mañana, Schultz, que entonces tenía 30 años, comenzó a leer The Insect Societies de Wilson. Las hormigas lo atraían porque combinaban "atractivo estético" con tangibilidad. "Estaba persiguiendo muchas cosas que me llenaron de asombro", recuerda Schultz. "Pero necesitaba un criterio para descubrir no solo aquellas cosas que parecen estar llenas de asombro, sino aquellas cosas que parecen estar llenas de asombro y son reales ".
Aunque miles de hormigas de docenas de especies se mueven a través de la espesa hojarasca, Schultz está obsesionado con una hormiga solitaria en particular, que ha recortado un pedazo de hongo silvestre y está arrastrando el botín a través de un tronco, tambaleándose bajo su carga. "¡Oye, tienes que ver esto!", Grita Schultz a Mueller. Es un Trachymyrmex, entre los attines más derivados o "superiores".
Schultz está emocionado. Y sorprendido Aunque ha leído sobre attines que transportan hongos salvajes a sus nidos, nunca ha visto a uno realmente hacerlo. ¿Y por qué lo harían? La introducción de un hongo incompatible podría perturbar, o incluso destruir, todo el jardín de hormigas. ¿Que está pasando aqui?
"Esto es un rompecabezas", dice Schultz. "Esperaría que las hormigas sean muy selectivas con respecto a lo que traen al nido, que tengan algún tipo de sesgo sensorial que acepte los hongos 'buenos' y rechace todos los 'malos'". Mueller señala que muchas plantas usan hormigas para Las semillas dispersas, aunque no se sabe con certeza si las hormigas ejercen la elección sobre lo que recogen, o si solo responden a la seducción de las secreciones de las plantas.
Schultz se ve positivamente mareado, a pesar de que la hormiga y su hongo podrían poner patas arriba muchas de las cosas que él y sus colegas han escrito, sin mencionar que desafían la mayoría de sus suposiciones. "Tal vez no es que la hormiga haya encontrado el hongo", sugiere Mueller con una sonrisa irónica. "Tal vez es que el hongo encontró la hormiga".
Tanto Schultz como Mueller dan crédito a sus colaboradores obsesionados con los hongos por llevarlos a la idea de que los hongos se benefician tanto de la relación con las hormigas como las hormigas de los hongos. Llevado por las hormigas, protegido por ellas y cuidado en jardines gigantes, los clones de hongos disfrutan de capacidades reproductivas mucho más allá de lo que podrían lograr sin supervisión. Después de todo, los hongos de vida libre a menudo existen en una pequeña muestra de hojarasca, reproduciéndose solo una o dos veces antes de desaparecer. Dentro de los nidos, el hongo se convierte, en opinión de Stephen Rehner, en "inmortal en comparación con cualquiera de sus parientes salvajes".
Posiblemente los hongos desarrollaron trucos para engañar a las hormigas a moverlas y cosecharlas. Las secreciones en la superficie de los hongos podrían funcionar como drogas que alteran la mente, doblando las hormigas al servicio de los hongos. “Creo que los otros hongos están constantemente tratando de romper los códigos químicos que ayudan a las hormigas a reconocer los hongos de su jardín, diciendo: '¡Oye, tengo un buen sabor y olor! No puedes resistirte a mí. Recógeme y llévame a casa '”, especula Schultz. "No subestimes el poder del hongo", entona Mueller.
De hecho, a la tarde siguiente, Schultz regresa de una excursión con evidencia impresionante de ese poder. Había encontrado una hormiga negra gigantesca conocida localmente como bala, feroz, con un aguijón potente, sujeta alrededor de la rama de un arbusto. Estaba rígido y muerto. Desde la parte posterior de la cabeza de la hormiga, un esporóforo marrón sobresalía horriblemente, como en una versión de insecto de la película Alien . El hongo había infectado el cuerpo de la hormiga, creciendo dentro y consumiéndolo. Luego, a través de algún tipo de catalizador aún por descubrir, el hongo aparentemente había instado a la hormiga a subir a la parte superior de una rama, donde sus esporas podrían extenderse para obtener la máxima ventaja. Allí, un esporóforo brotó a través de la cabeza de la hormiga y liberó sus esporas.
De vuelta por el sendero y en el bosque, Schultz deambula, con los bolsillos de la camisa y los pantalones repletos de viales llenos de alcohol. Se detiene al lado de un tronco, pateando su corteza. Caen media docena de Acromyrmex, cortadoras de hojas que a menudo construyen sus nidos en troncos. Debajo de los insectos alarmados, un alboroto de hongos marrones y tostados florece. "Se sorprendería de cuántos jardines de hongos hay en el bosque", dice Schultz. "Están por todas partes."
Al otro lado de la colina, arrodillado en la tierra, ve a una pequeña criatura de color polvo con una cabeza tambaleante y de gran tamaño. Es un Cyphomyrmex, uno de los menos estudiados de los attines. Schultz se inclina sobre esta criatura, no más grande que una coma, y la observa cuidadosamente.
El trabajo de campo en el Amazonas es mucho más complicado que el análisis genético de los cadáveres de hormigas en la comodidad del laboratorio con aire acondicionado de Schultz en Washington, DC. Pero esta es la única forma "de experimentar una biología real y sin filtrar", dice. "Es esa complejidad la que casi garantiza que te recompensará con algo que no esperabas". Quizás el Cyphomyrmex abandonará una pequeña pieza del rompecabezas que Schultz y Mueller han dedicado sus carreras a armar. Al abordar algunas de las preguntas más importantes en el cosmos, Schultz dice que mientras estudia la marcha serpenteante de la hormiga, es mejor "pensar en pequeño". Eso es lo bueno de estar aquí afuera. Pensar en pequeño abre todo tipo de posibilidades ".
