Cuando un atributo hace la diferencia: una historia de hormigas
Por Roberto A. Sáenz*
Una especie invasora es un conjunto de organismos que comparten características comunes a una especie, como animales, plantas o insectos, que no son nativos de un ecosistema y son introducidos a éste ya sea de manera accidental o intencional.
Por lo regular provocan la extinción de especies nativas, cambiando considerablemente los ecosistemas. También pueden convertirse en plagas, causando daños económicos y de salud.
Las especies invasoras tienen la característica de proliferar eficazmente, por su alta capacidad de adaptación y dispersión, además de no tener depredadores naturales en el nuevo ambiente. Hay muchos ejemplos de especies invasoras, como el lirio acuático, que se encuentra prácticamente en todos los lagos de México cubriendo grandes extensiones de superficie que impide el paso de la luz; o la ardilla gris, que después de su introducción al Reino Unido casi llevó a la extinción a la ardilla roja nativa.
Otro ejemplo significativo es la hormiga argentina (Linepithema humile), nativa de la región del noreste de Argentina y sus cercanías, y que actualmente se encuentra alrededor del mundo, en países como Sudáfrica, Japón, Australia, Estados Unidos y algunas naciones de Europa.
Es considerada una de las 100 especies invasoras más dañinas del mundo. La hormiga argentina es una hormiga pequeña, de alrededor de 2.5 mm de tamaño, que se organiza en colonias muy grandes con múltiples reinas (aproximadamente 8 por cada 100 hormigas obreras).
Incluso se han identificado colonias que se conectan formando megacolonias con una extensión de cientos de kilómetros con millones de individuos. Su éxito como invasoras depende en parte de que muestran un comportamiento muy agresivo hacia otras especies de hormigas, aprovechando sus altas densidades de población, de manera que controlan el acceso a la comida y demás recursos en el hábitat invadido.
Más aún, siguen una estrategia para encontrar la comida más rápido, proteger la comida encontrada y llevarla rápidamente a su nido (reclutando eficientemente, por medio de rastros de feromonas, a un número grande de obreras desde el nido), quitando la oportunidad a otras especies de tomar esa comida.
La reproducción de la hormiga argentina es estacional, de manera que en los meses cálidos aumenta considerablemente la población de hormigas obreras y en los meses fríos se detiene completamente la fecundidad. Además, las hormigas no salen de su nido cuando la temperatura es menor a los 26°C, aproximadamente.
Hay varios casos documentados donde la hormiga argentina ha desplazado especies de hormigas nativas. Sin embargo, hace unos años se identificó un hecho donde la hormiga argentina invasora está siendo desplazada por otra especie invasora. Esto ocurre en una región de Carolina del Norte, en la costa este de Estados Unidos, donde el clima es subtropical moderado con temperaturas medias de 3 a 10°C en el invierno y de 25 a 30°C en el verano.
Esta especie invasora es conocida como hormiga aguja asiática (Brachyponera chinensis), ya que proviene originalmente de Asia y tiene una picadura considerada muy dolorosa.
La hormiga asiática es dos o tres veces más grande que la hormiga argentina; sin embargo, no es especialmente agresiva, no utiliza rastro de feromonas para la movilización de hormigas obreras (para recolección de comida o defensa de territorio) y forma nidos de alrededor de mil hormigas.
Estas últimas características son llamativas, porque no son favorables comparadas con la hormiga argentina; es decir, basado sólo en esta información no se esperaría que la hormiga asiática desplazara a la hormiga argentina. Entonces, debe ser algún otro mecanismo que le proporciona una ventaja ecológica.
Para evaluar posibles mecanismos que expliquen el resultado de esta interacción ecológica, nuestro grupo de investigación propuso y analizó un modelo matemático de este proceso biológico. Un modelo matemático es una representación (apoyada en funciones, ecuaciones o reglas matemáticas) de la realidad. De esta manera, tenemos ecuaciones que describen el cambio del tamaño de la población de cada especie a través del tiempo.
Este modelo considera rasgos relevantes de una población de hormigas, como la presencia de individuos en una etapa inmadura (huevos, larvas y pupas, que no se toman en cuenta en la búsqueda y transporte de comida) y hormigas adultas (específicamente obreras, divididas en aquellas que están en el nido y las que están en el exterior), así como una tasa de fecundidad dependiente de la temperatura (lo que refleja su reproducción estacional).
Nuestro modelo incluye también varias características importantes de cada especie de hormigas; por ejemplo, toma en cuenta las diferencias entre especies sobre la cantidad de hormigas reinas y sus densidades poblacionales máximas, así como tasas específicas de mortalidad y de salida del nido dependientes de temperatura (que representan la capacidad de soportar solo ciertas temperaturas).
Nuestro estudio mostró que una de las principales razones por las que la hormiga asiática puede desplazar a la hormiga argentina es su habilidad de soportar temperaturas más bajas, permitiéndole salir de su nido antes, de manera que toma control del territorio (comida, posibles lugares para nidos, etc.) cuando la hormiga argentina aún sigue en su periodo de hibernación (o diapausa).
Nuestro trabajo es otro ejemplo más donde las matemáticas pueden ayudarnos a comprender observaciones del mundo que nos rodea.
*Profesor e investigador de la Facultad de Ciencias y miembro del núcleo académico de la Maestría en Ingeniería de Procesos de la Universidad de Colima.
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