Una pregunta hecha a tiempo
Un grupo de investigación de Exactas UBA “le preguntó” a las abejas cómo decidían entre recoger polen o recolectar néctar para llevar a la colmena. Preguntaron en el momento justo. Y la respuesta que obtuvieron cambió una idea que había prevalecido en la ciencia durante la última década.
La división del trabajo es clave para la supervivencia de los insectos sociales. Que los individuos de una colmena o de un hormiguero se especialicen para realizar diferentes tareas de manera simultánea posibilita que la colonia funcione eficientemente.
Desde la escuela primaria, sabemos que la reina es la que pone los huevos, que los zánganos tienen como única función tratar de aparearse con ella y fecundarla, y que todo el resto del laburo lo hacen las obreras. Entre estas últimas, están las que construyen el nido, las que lo mantienen limpio, las que se encargan de defenderlo, las que cuidan a las crías y las que van a buscar alimento.
Desde hace unos cuarenta años, las ciencias del comportamiento intentan desentrañar de qué manera los insectos sociales dividen sus tareas. ¿Cómo logran semejante organización estas sociedades descentralizadas y sin jerarquías? ¿Cómo hacen las obreras para “elegir” sus tareas?
Desde hace unos cuarenta años, las ciencias del comportamiento intentan desentrañar de qué manera los insectos sociales dividen sus tareas.
Se sabe que hay algunos aspectos genéticos que determinan los comportamientos de estos insectos. Pero, en lo relacionado con la división del trabajo de los insectos sociales, las investigaciones científicas muestran que el ambiente y el entorno social de la colonia tienen un peso grandísimo.
La ciencia explica este fenómeno organizativo complejo mediante el modelo de umbral de respuesta, que establece que los individuos difieren en su sensibilidad, y por lo tanto en su respuesta, a estímulos relacionados con tareas específicas. Por ejemplo, un individuo que es más sensible a un estímulo aversivo, y por lo tanto más propenso a responder extendiendo su aguijón, se posicionará en la entrada del nido para defenderlo de cualquier amenaza. De igual manera, aquel que sea más sensible, es decir, tenga un umbral más bajo, para percibir los azúcares se dedicará a la recolección de alimentos.
En definitiva, según este modelo, la sensibilidad a los estímulos externos es la que hace que los individuos se vayan posicionando en diferentes lugares para cumplir con los distintos roles que demanda la colonia. Es decir, para dividirse el trabajo.
Emilia Moreno y Andrés Arenas. Foto: Luiza Cavalcante
Respuesta contradictoria
En el Laboratorio de Insectos Sociales (LIS) de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA (Exactas UBA) estudian el comportamiento de algunas especies de abejas, hormigas y abejorros. Se trata de insectos sociales que impactan en los ecosistemas naturales, agrícolas y urbanos; sea como recursos productivos o como plagas.
Una de las líneas de trabajo del LIS apunta a desentrañar los mecanismos por los cuales la abeja doméstica (Apis melífera), cuando sale a buscar alimento, decide entre recolectar polen (suministro de proteínas para los individuos de la colmena) o néctar (provisión de azúcares, es decir, energía).
Varios grupos de investigación postularon que la sensibilidad a los azúcares sería el factor determinante de esa elección.
La gran mayoría de las flores ofrece ambos sustentos. No obstante, algunas obreras se especializan en recoger polen y otras en recolectar néctar. ¿Qué es lo que determina esa división del trabajo?
Sobre la base del modelo de umbral de respuesta, varios grupos de investigación de diferentes lugares del mundo postularon que la sensibilidad a los azúcares sería el factor determinante de esa elección. Así, los individuos con un umbral de sensibilidad más bajo para percibir los azúcares responderían a ese estímulo y recolectarían néctar, mientras que los menos sensibles al azúcar irían por el polen.
Sin embargo, los experimentos mostraban que las abejas recolectoras de polen eran más sensibles al azúcar y que las recolectoras de néctar tenían menos sensibilidad por ese carbohidrato.
“Durante casi diez años se sostuvo esta idea contradictoria. Y se justificaba diciendo que la baja sensibilidad a los azúcares de las recolectoras de néctar las hacía centrarse en encontrar fuentes más productivas y, así, proveer de recursos más ricos en energía a la colonia”, cuenta Andrés Arenas, investigador del CONICET en el LIS. “Esa podría ser una ventaja adaptativa. Pero no explica por qué las recolectoras que son altamente sensibles al azúcar se dedican a cosechar polen”, señala.
Preguntando a las abejas
Para determinar el umbral de sensibilidad de las abejas al azúcar existe un protocolo validado internacionalmente: se expone al insecto a un estímulo que consiste en soluciones de sacarosa (azúcar) de concentración creciente hasta que el bicho reacciona extendiendo la probóscide (la “trompita” con la que succiona el alimento), lo cual significa que ese es su umbral de sensibilidad al estímulo de sacarosa. “De esa manera, nosotros le preguntamos a las abejas cuál es su sensibilidad al azúcar”, ilustra Arenas.
La predisposición a recolectar uno u otro sustento estaría determinada antes de salir de la colonia.
Hasta ahora, los experimentos que se habían efectuado para determinar cómo dividían sus tareas las recolectoras de polen y las de néctar estaban diseñados para preguntarle a las obreras que regresaban a la colmena, después de recolectar el alimento.
“Es muy cómodo. Vos te sentás al lado de la colmena, ves una abeja que regresa cargada de polen, la atrapás y la categorizás como una recolectora de polen. Y si llega una abeja que tiene el abdomen un poco distendido, la categorizás como una recolectora de néctar. Y así vas conformando tu grupo experimental de abejas, a las que después les vas a evaluar la sensibilidad a la sacarosa”, comenta Arenas.
Según el investigador, los estudios que se hacen con abejas capturadas cuando vuelven al nido con el alimento no toman en cuenta que esos individuos están en la fase final del ciclo recolector, es decir, están regresando al nido con su objetivo cumplido y, por lo tanto, su motivación para recolectar es baja.
“Nos planteamos la hipótesis de que esa respuesta contradictoria en la sensibilidad al azúcar que se observaba en las recolectoras de polen y de néctar podía tener que ver con el momento en el que se le estaba haciendo la pregunta a las abejas”. Entonces, decidieron preguntarles a las obreras que salían del nido para ir a buscar el polen o el néctar. Es decir, cuando se supone que están con muchas ganas de recolectar el alimento.
Para eso, diseñaron un experimento en el que utilizaron un grupo de abejas que habían sido capturadas antes de recolectar alimento y las entrenaron para que visiten un alimentador en el que se les ofrecía polen y, también, una solución de azúcar que simulaba el néctar. Después, midieron la sensibilidad al azúcar de las obreras que habían elegido recolectar el polen y de las que habían ido por el néctar.
La respuesta de las abejas
“Nuestros resultados muestran diferencias con lo que se venía sosteniendo hasta ahora”, consigna Arenas. “Vimos que, efectivamente, si vos le preguntás a las abejas cuando arriban a una fuente de alimento, las recolectoras de néctar son mucho más sensibles a los azúcares que las recolectoras de polen”, revela, y concluye: “Lo que observamos es mucho más consistente con un modelo de umbrales de respuesta, en donde los individuos responden con mayor probabilidad a los estímulos asociados a su tarea”. En definitiva, la predisposición a recolectar uno u otro sustento estaría determinada antes de salir de la colonia.
A partir de este hallazgo, el investigador postula que las condiciones del nido y del entorno ambiental podrían influir sobre la predisposición genética de las obreras para ir a buscar polen o néctar. “Por ejemplo, cuando empieza la primavera y aumenta mucho la cantidad de crías, el nido puede necesitar las proteínas del polen para alimentarlas. Entonces, incluso cuando vos tengas una recolectora que no es genéticamente la que está mejor diseñada para recolectar polen, puede ser que sea reclutada para recolectar polen, porque así lo demanda el nido”.
-A lo largo de todos estos años, ¿a nadie se le ocurrió hacer la pregunta a tiempo?
-Aparentemente no. Algo muy simple, por cierto. Se trataba de mirar e investigar en el momento en que esperábamos ver esas diferencias. Quizás, dos minutos después ya era tarde.
Los resultados del trabajo, que lleva la firma de Emilia Moreno y Andrés Arenas, fueron publicados en la revista científica Scientific reports.
