I nematodi batterivori trasmessi verticalmente sono abitanti costanti dei nidi nella mutualismo Azteca–Cecropia

Piccoli vermi nelle case sugli alberi

In alto nelle foreste tropicali, certe formiche vivono all’interno di fusti cavi e difendono ferocemente le loro dimore fogliari. Questo studio rivela che queste “case sugli alberi” arboricole sono anche abitualmente popolate da vermi microscopici chiamati nematodi. Lungi dall’essere meri parassiti o ospiti occasionali, queste piccole creature risultano essere residenti regolari e di lungo periodo che potrebbero contribuire silenziosamente al funzionamento di questo mondo in miniatura.

Vita dentro un albero vivo

Nelle foreste dell’America Centrale, gli alberi di Cecropia sviluppano fusti cavi che ospitano le formiche Azteca. Le formiche scavano nei fusti, allevano la prole lì e proteggono l’albero dagli insetti affamati e dalle liane invadenti. All’interno delle camere del fusto, le operaie accumulano pile sciolte di tessuto vegetale masticato, tessuti cuticolari delle formiche e altri frammenti organici noti come “patch”. Lavori precedenti avevano mostrato che batteri e funghi prosperano in queste patch. La nuova domanda era se anche i nematodi costituissero una parte stabile di questo micro-ecosistema e come le loro comunità cambiassero man mano che le colonie crescevano e quando interagivano specie diverse di formiche e di alberi.

Alla ricerca di vicini nascosti

I ricercatori hanno aperto fusti cavi di 65 colonie di Azteca che vivevano in tre specie di Cecropia in Costa Rica. Hanno raccolto le patch da colonie giovani e mature edle hanno esaminate in due modi. Primo, hanno usato microscopi per identificare visivamente e contare i nematodi in un sottoinsieme di colonie, concentrandosi sulla forma del corpo e sulle strutture della bocca. Secondo, hanno estratto il DNA dalle patch e sequenziato un gene marcatore che permette di riconoscere differenti linee di nematodi. Combinando questi approcci, hanno potuto vedere non solo quali tipi di nematodi erano presenti, ma anche quanto fosse comune ciascun gruppo attraverso molti nidi.

Residenti fedeli che si diffondono con le formiche

Lo schema più sorprendente è stata la costanza: nematodi batterivori appartenenti a un ordine, i Rhabditida, sono stati trovati in ogni singolo campione di patch, indipendentemente dalla specie di formica, dalla specie di albero o dall’età della colonia. Altri nematodi comparivano solo occasionalmente. Alcuni erano probabilmente fitofagi o fungivori che preferivano patch giovani ricche di tessuto vegetale fresco, mentre altri erano onnivori o predatori che apparivano principalmente in patch più vecchie e ben sviluppate. Nel complesso, tuttavia, la diversità e l’equilibrio dei tipi di nematodi in una data colonia rimanevano stabili dalle fasi iniziali, quando una regina solitaria avvia un nido, fino alle grandi colonie stabilite. Poiché lavori precedenti avevano mostrato che le giovani regine portano nematodi sulla loro superficie o all’interno del corpo, e poiché le patch nuove più in profondità nell’albero somigliano per composizione a quelle più vecchie, i risultati supportano con forza due vie di diffusione: trasmissione verticale dalla colonia madre alla colonia figlia tramite la regina, e diffusione orizzontale da patch a patch man mano che la colonia occupa più camere del fusto.

La specie di formica plasma la comunità microscopica

Sebbene le comunità di nematodi fossero costanti nel tempo all’interno di una colonia, non erano identiche tra le specie di formiche. Le colonie di due specie di Azteca ospitavano insiemi simili di nematodi Rhabditida ma in proporzioni diverse. Un tipo di formica costruisce patch più spesse, umide e tridimensionali, mentre l’altra forma strati più secchi e sabbiosi. Queste strutture di patch contrastanti probabilmente favoriscono nematodi di dimensioni e stili di movimento diversi, allo stesso modo in cui la tessitura del suolo influenza quali vermi possono prosperare sottoterra. Al contrario, la specie di Cecropia ha avuto scarso effetto sulla diversità dei nematodi una volta che le formiche avevano stabilito i loro nidi, sottolineando che sono le formiche, con le loro abitudini di costruzione e gestione dei rifiuti, i principali architetti di questo mondo microscopico.

Cosa potrebbero fare i vermi

Dal punto di vista dei nematodi, i nidi delle formiche offrono un rifugio sicuro, ricco di cibo, e un sistema di trasporto integrato tramite le regine alate. Ma cosa guadagnano le formiche e gli alberi, se qualcosa? Nonostante il gran numero di nematodi osservati, le colonie e gli alberi ospiti non mostravano segni di danno, e si sa che le formiche rimuovono aggressivamente le minacce alla salute del nido. Gli autori suggeriscono che i nematodi possano comportarsi più da aiutanti che da parassiti: brucando batteri, escretando nutrienti e muovendosi costantemente attraverso le patch, potrebbero accelerare la degradazione della materia organica, riciclare l’azoto e contribuire a mantenere bilanciate le comunità microbiche. In questa prospettiva, i nematodi diventano piccoli ingegneri dell’ecosistema, sostenendo silenziosamente il funzionamento e la pulizia delle abitazioni delle formiche.

Una partnership nascosta dentro una partnership

Questo lavoro mostra che i nematodi batterivori non sono visitatori occasionali ma membri permanenti e affidabilmente ereditati della partnership Azteca–Cecropia. Diverse specie di formiche sembrano coltivare combinazioni distinte di nematodi semplicemente in base a come costruiscono e mantengono i loro nidi. Pur rimanendo molti dettagli da verificare, lo studio indica una relazione tripartita profondamente intrecciata tra alberi, formiche e vermi microscopici, nella quale anche i residenti più piccoli possono contribuire a sostenere la vita in un fusto cavo.

Citazione: Barrajon-Santos, V., Nepel, M., Sudhaus, W. et al. Vertically transmitted bacterivorous nematodes are consistent nest inhabitants in the Azteca-Cecropia ant-plant mutualism. Sci Rep 16, 9624 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-025-34231-9

Parole chiave: mutualismo pianta-formica, nematodi, alberi Cecropia, formiche Azteca, ecologia microbica