Transparentar hormigas

Clearing ants

He estado haciendo algunas pruebas con métodos para aclarar o blanquear especímenes de hormigas. Me he guiado especialmente por los artículos de Stüben y Linsenmair (2008) y Porto et al. (2016) que pongo al final de este post junto a los vínculos para descargarlos.

Estos métodos permiten observar estructuras internas de manera sencilla, dilatando las posibilidades de la indagación morfológica. He escogido una obrera de Polyergus rufescens. Este ha sido el tratamiento aplicado: dos días sumergida en una solución de hidróxido potásico (KOH) al 10%; media hora sumergida en agua oxigenada (H2O2) al 3%; finalmente, introducción del ejemplar en glicerina, en una pequeña placa Petri, donde ha sido examinado y fotografiado con un microscopio invertido.

A primera vista, la obrera no parece demasiado aclarada:

Ya al microscopio, con luz intensa, comienzan a apreciarse algunas estructuras internas, especialmente las más quitinizadas y resistentes a la acción disolvente del hidróxido potásico. Pongo tres ejemplos:

1) El tentorio o armazón interno de la cápsula craneal, soporte de músculos y órganos nerviosos.

2) El espiráculo y la tráquea correspondientes al 2º segmento del gastro. A través del espiráculo se produce la entrada de oxígeno al organismo y la salida de CO2.

3) La estructura cuticular de la glándula pigidial, situada en el borde anterior del 7º tergito abdominal y oculta a los ojos del observador (antes del aclaramiento) por el borde posterior del 6º tergito. ¡Esta glándula no fue descubierta hasta 1984! Antes de iniciar la marcha en grupo para asaltar los nidos de Formica, las obreras de Polyergus frotan los 6 tarsos contra dicha estructura cuticular…

Continuando las pruebas de transparentación, escojo ahora obreras negras del género Messor, variando un poco el método. Someto primero los ejemplares a agua oxigenada al 30 %, durante 48 horas, para despigmentar la cutícula externa, y después a una solución de hidróxido potásico al 10 %, durante 36 horas, para digerir los tejidos blandos internos. El mayor problema, al final del proceso, es la aparición de burbujas dentro de los cuerpos. La solución es hervir cuidadosamente los ejemplares, en alcohol de 70º, durante 5 o 10 minutos, o incluso echarlos en agua muy caliente unos segundos, de tal forma que las burbujas se dilaten y estallen, aunque con riesgo de colapsar el gastro. Los ejemplares se conservan finalmente en glicerina.

Un ejemplo con Messor barbarus:

Si se calienta al baño María, durante 10 o 15 minutos, un tubo con agua oxigenada al 30 % (en el que se han sumergido previamente los ejemplares) se decolora la cutícula pero se conserva parte de los tejidos internos.

Un ejemplo con Messor bouvieri mostrando la masa cerebral:

Estos métodos permiten ver con relativa facilidad estructuras como el estómago social o los órganos estriduladores. Unas estructuras particularmente difíciles de apreciar, incluso para los morfólogos más avezados, son las llamadas “paraglosas”, de función completamente desconocida y que poseen algunos géneros de hormigas. La imagen siguiente quizá sea la primera tomada de las “paraglosas” de Messor bouvieri:

En algunas hormigas hipogeas -pequeñas, amarillentas y poco pigmentadas- se ven directamente algunas partes internas. Si además hacemos uso de la polarización, podrán contemplarse con claridad los músculos birrefringentes. Para conseguir este efecto hay que colocar dos filtros en el microscopio: uno, el polarizador, entre la fuente de luz y los objetivos; otro, el analizador, entre los objetivos y los oculares.

Ejemplo de una obrera de Leptanilla SPA-02, de 1.4 mm de longitud, fotografiada a 100 aumentos:

Con el aprendizaje ganado en la transparentación de hormigas, me decidí finalmente a hacer algunas pruebas con las delicadas y aberrantes larvas de Leptanilla, concretamente las que colecté hace tiempo junto a una colonia de más de 200 obreras.

El resultado fue magnífico. Pude ver con nitidez el órgano exudatorio de hemolinfa que poseen las larvas en el IV segmento abdominal, órgano utilizado por las reinas (y ocasionalmente por las obreras) para alimentarse.

En la siguiente imagen puede verse la posición de dicho órgano exudatorio:

El órgano exudatorio de hemolinfa larval fue descubierto por el japonés Masuko hace cerca de 30 años. Observó que la reina de L. japonica, durante la intensa fase alimentaria previa a la puesta de huevos (en la que su gastro se hipertrofia progresivamente) colocaba la cabeza, preferentemente, sobre el IV segmento abdominal de la larva. Se puso manos a la obra y terminó localizando en dicho segmento: 1) el conducto que transporta la hemolinfa desde el interior del cuerpo, y 2) el poro cuticular por el que sale la hemolinfa al exterior. Para ello empleó cortes histológicos de 1 micra (en el primer caso), y microscopía electrónica de barrido (en el segundo caso).

La gracia de las siguientes imágenes, en las que se aprecian estos extraordinarios órganos descubiertos por Masuko (únicos en la familia Formicidae), es que las obtuve, simplemente, tras sumergir la larva durante 5 horas en una solución de hidróxido potásico al 10%. 

Referencias:

• Stüben M., Linsenmair KE. 2008. Advances in insect preparation: bleaching, clearing and relaxing ants (Hymenoptera: Formicidae). Myrmecological News 12: 15-21. https://www.researchgate.net/publication/235684190_Advances_in_insect_preparation_bleaching_clearing_and_relaxing_ants_Hymenoptera_Formicidae
• Porto DS, Melo GAR, Almeida EAB. 2016. Clearing and dissecting insects for internal skeletal morphological research with particular reference to bees. Revista Brasileira de Entomologia 60 (1): 109-113. http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0085-56262016000100109