Las hormigas amarillas locas invasoras crean "quimeras" masculinas para reproducirse.

Las Hormigas Locas Amarillas rompen las reglas de la reproducción.

Los investigadores informan en el Science del 7 de abril que cada hormiga macho contiene poblaciones separadas de células de dos linajes genéticos distintos, lo que los convierte en "quimeras". Las Hormigas Locas Amarillas (Anoplolepis gracilipes) son la primera especie conocida que requiere de la quimerismo para crear machos fértiles.

Es "una respuesta elegante a los tipos de sistemas de apareamiento inusuales que hemos observado en otras hormigas", dice el genetista evolutivo Waring "Buck" Trible de la Universidad de Harvard, que no estuvo involucrado en el estudio. "Podríamos considerar esto como el siguiente paso evolutivo" en las hormigas.

La mayoría de los animales se desarrollan a partir de la unión de un espermatozoide y un óvulo, combinando su ADN. A medida que una criatura crece, todas las células posteriores, excepto las células sexuales, llevan dos juegos de cromosomas portadores de ADN, uno de cada progenitor. En otras palabras, estas células somáticas llevan toda la información genética igual. Las células sexuales contienen solo un juego de cromosomas.

Pero en muchas hormigas, junto con otros insectos como avispas y abejas, solo las hembras tienen células somáticas con pares de cromosomas. Los machos generalmente se desarrollan a partir de huevos no fertilizados. Entonces sus células somáticas contienen solo un juego de cromosomas.

Un estudio de 2007, sin embargo, encontró que alrededor de la mitad de las hormigas macho locas amarillas muestreadas poseían dos copias diferentes de los mismos genes, al igual que las hormigas trabajadoras hembras de la especie.

Pero "no tenía sentido que todos los machos en esta especie fueran diploides", o tener dos juegos de cromosomas en cada célula somática, dice el biólogo evolutivo Hugo Darras de la Universidad Johannes Gutenberg Mainz en Alemania. Cuando esto ocurre en otras hormigas, los machos suelen ser estériles, dice él. "Nadie tenía ninguna explicación".

Entonces Darras y sus colegas recolectaron cientos de Hormigas Locas Amarillas de toda Asia Oriental y el Sudeste. Analizar a las hembras -reinas y trabajadoras- reveló que la realeza en esta especie tiene una fuente genética. Las reinas reproductoras surgieron de combinar los espermatozoides y los óvulos de la misma línea, a la que los investigadores llamaron R. Las trabajadoras eran híbridas de los dos linajes diferentes, siendo el otro llamado W. En otras palabras, las obreras tenían genomas R/W, mientras que las reinas tenían genomas R/R.

Consistente con el estudio anterior, los investigadores identificaron machos R/W. Pero también descubrieron que las células somáticas de los machos tienen solo un juego de cromosomas, como en otras especies de hormigas. La extracción de ADN de células individuales demostró que en lugar de tener pares de cromosomas dentro de las células, cada célula contiene cromosomas de solo una de las dos líneas.

Experimentos posteriores encontraron que las células R y W están distribuidas de manera desigual en todo el cuerpo de los machos. Mientras que la mayoría del cuerpo contiene células R en un 75 por ciento, segun la muestra, la proporción cambia casi del todo en los espermatozoides: el 65% eran células W.

Dado que tanto las obreras como los machos provienen de la combinación de espermatozoides W con óvulos R, el sexo depende de si sus paquetes de ADN, o núcleos, se fusionan. La fusión crea una hembra. Pero la falta de fusión hace que los dos núcleos se dividan por separado dentro del mismo huevo, produciendo un macho.

No está claro por qué esta forma de reproducción nunca vista antes evolucionó en estas hormigas. "Al negarse a fusionarse con el óvulo, [el espermatozoide] podría ser capaz de aumentar su producción reproductiva", dice Trible. Las obreras hembras son estériles y, por lo tanto, no pueden transmitir el genoma W.

"Creemos que es tal vez una interacción entre dos genomas que están en conflicto pero que a veces cooperan", dice Darras. Estos linajes distintos podrían haber evolucionado independientemente en dos poblaciones de hormigas separadas que finalmente se mezclaron. O podrían haber comenzado con genes similares que divergieron con el tiempo, agrega. "Pero parece que los genomas enteros están separados y no intercambian ningún material genético".

Este método de reproducción extraño podría ser ventajoso para las poblaciones de hormigas, lo que lleva al título de la Hormiga Loca Amarilla como una de las peores especies invasoras del mundo. Dado que la fusión de los núcleos R y W solo produce obreras estériles, los genomas nunca se mezclan y se transmiten a la próxima generación. Así, las hormigas evitan cualquier posibilidad de endogamia, una característica vista en otras especies de hormigas invasoras.

Se han encontrado quimeras en otras criaturas, incluidos humanos, pero generalmente es un accidente. Las Hormigas Locas Amarillas son la primera especie conocida en la que la quimerismo determina el sexo. Pero algunos científicos calculan que hay alrededor de 20,000 especies de hormigas, y los sistemas reproductivos de la mayoría no han sido estudiados.

"Este es un sistema muy especial", dice el biólogo evolutivo Guojie Zhang de la Universidad de Zhejiang en Hangzhou, China, que no participó en la investigación. "La pregunta sería cuán frecuentemente se puede observar este sistema en otros linajes de hormigas".

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