Factores que afectan la elección del camino durante la recolección de alimento en hormigas

• Autores: Zanola Escalon, Daniel Alejandro
• Año de publicación: 2025
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Josens, Roxana Beatriz
• Materia: LINEPITHEMA HUMILE; CEBO TOXICO; CAMINO DE RECOLECCION; MECANISMOS DE ABANDONO; MEMORIA AVERSIVA; MALESTAR; LINEPITHEMA HUMILE; TOXIC BAIT; FORAGING PATH; ABANDONMENT MECHANISMS; AVERSIVE MEMORY; DISCOMFORT
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Las hormigas invasoras representan una grave amenaza tanto económica como ecológica. A pesar de los avances en las técnicas de control mediante cebos, la formulación de productos consistentemente atractivos y su manejo eficaz siguen siendo retos importantes, lo que a menudo conduce al fracaso en el control de estas plagas. Considerando que las colonias de hormigas despliegan mecanismos de inmunidad conductual frente a patógenos, se plantea el interrogante de si pueden desarrollar respuestas colectivas frente a cebos tóxicos. Así, el objetivo de la tesis fue estudiar si un alimento nocivo puede generar una respuesta comportamental que desmotive en la elección del camino de recolección en la hormiga argentina (Linepithema humile). Para ello, pusimos a prueba si las obreras abandonan un camino de recolección hacia el cebo tóxico y analizamos la actividad a lo largo del tiempo. Trabajamos con senderos naturales de hormiga argentina al que conectábamos dos puentes (caminos de recolección) donde ofrecíamos solución de sacarosa en uno y cebo tóxico en otro. Se registró la actividad durante 4 días tanto en los puentes como en el sendero troncal próximo. En otro ensayo, se midió la actividad en los puentes a cada hora durante un día. Los resultados fueron contundentes ya que hubo abandono en los caminos de recolección al cebo tóxico luego de 3 horas, alcanzando una reducción en la presencia de hormigas del 80%, que se mantuvo así durante los 4 días que duró el ensayo. Posteriormente, evaluamos potenciales mecanismos que pudieran subyacer a dicho comportamiento. Planteamos dos hipótesis: 1- el abandono ocurre debido a que las obreras depositan una marca negativa en el puente con el cebo tóxico; y 2- las obreras aprenden a evitar el sitio donde hay una amenaza (establecen una memoria aversiva). Para ello, se colocaron puentes que ofrecían sacarosa, cebo tóxico o nada junto a un sendero troncal, y luego de establecerse los caminos donde se ofrecía sacarosa y ocurrir el abandono donde se ofrecía el tóxico, se intercambiaron estratégicamente, logrando combinaciones cruzadas que nos permitieron poner a prueba las hipótesis. Así, confirmamos que se formaban memorias aversivas en los sitios donde se ofrece el cebo tóxico, mientras que no se encontró evidencia de una marca negativa. Luego, en una serie de ensayos fuimos descartando diferentes posibles explicaciones alternativas al abandono. El abandono no fue por disminución de la población ya que la actividad en el sendero troncal próximo al tóxico se mantuvo alta. Tampoco fue por saciedad, ya que el puente de sacarosa mantuvo una actividad alta durante todo el estudio. No fue por mortalidad del grupo recolector, ya que, en un experimento de laboratorio, hormigas que ingirieron cebo tóxico permanecían vivas en 6 horas donde el abandono alcanza un 80%. Finalmente, estudiamos si las hormigas pudieran presentar efectos subletales que les impidan visitar el camino de recolección y a la vez, no se generaría nuevo reclutamiento por no haber otras obreras disponibles (e.g., por estar ocupadas en otras fuentes u otras tareas). En primer lugar, se midió la motilidad, utilizada como un indicador de malestar, resultando que efectivamente fue menor en las hormigas que ingirieron el tóxico después de 3 horas. En ensayos a campo, se pudo demostrar que esta hormiga, aunque se elimine el grupo recolector en un 80%, rápidamente desencadena un nuevo reclutamiento, recuperando los niveles de actividad iniciales. El malestar que pudo limitar la motilidad, lo que a su vez podría actuar como refuerzo negativo en el establecimiento de la memoria aversiva. Estos resultados desafían la concepción vigente sobre el accionar de los cebos que solo considera que generan mortalidad. En conclusión, durante la tesis se demostró que hay una estrategia comportamental por parte de L. humile para abandonar un cebo tóxico, y el área donde éste se encuentra, lo cual tiene enormes implicancias en las tareas de control por cebos en esta hormiga.
Many species of ants pose a significant problem due to the damage they cause. Despite advances in environmentally friendly control techniques, the consistent formulation of acceptable baits and their effective management remain challenges in ant control. Ant colonies employ behavioral immunity mechanisms against various pathogens, raising the question of whether they might react similarly to toxic baits. The objective of this thesis was to investigate whether ants develop a collective behavioral strategy that allows them to defend themselves against harmful food—such as the baits used for their control—and to explore the mechanisms underlying this behavior. Experiments were conducted on natural trails of the Argentine ant (Linepithema humile), where two bridges (foraging paths) were connected: one with a sucrose solution and the other with toxic bait. Ant activity was recorded over 4 days, both on the bridges and the adjacent main trail. In another assay, activity on bridges was measured every hour for a day. The results showed a significant decrease, approximately 80%, in the presence of ants on the toxic bait foraging path after the first 3 hours of exposure. This low activity remained constant throughout the experiment. Various alternative explanations for the reduction in activity were ruled out, such as the lack of bait palatability, population mortality, satiety (lack of motivation to forage), and in the case of sublethal effects on the bait-foraging group, the absence of available workers to replace them. Potential mechanisms that could have caused this behavior were evaluated. Two hypotheses were proposed: 1) the workers deposit a negative mark on the toxic bait bridge, and 2) the workers learn (establish an aversive memory) that the site represents a threat and avoid returning to it. To test these hypotheses, bridges with sucrose, toxic bait, or no resource were placed, and it was observed that the abandonment occurred on the toxic bait bridge, while activity was high on the sucrose bridge, and there were barely any visits to the bridge without resources. After strategically switching the bridges and comparing different combinations, the formation of aversive memories associated with the toxic bait sites was confirmed, with no evidence of a negative mark. It is suggested that post-ingestion discomfort could act as negative reinforcement in the creation of these associative memories. In a laboratory trial, ants that ingested toxic bait showed reduced motility after one hour of consuming the bait, compared to the control group. In conclusion, ants develop a behavioral strategy of abandoning toxic bait and the nearby area, thus preventing harmful food from entering the nest. Aversive memory plays a crucial role in implementing this collective behavior. These findings have important implications for ant control using baits.
Fil: Zanola Escalon, Daniel Alejandro. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.