Resumen de Detection, ultrastructure and phylogeny of Sclerorhabditis neotropicalis (Nematoda Rhabditidae) nematodes associated with the Azteca ant-Cecropia tree symbiosis

Jessica Morera, Geovanny Mora-Pineda, Alejandro Esquivel, Paul Hanson, Adrián Pinto Tomás

• español

  Resumen Cecropia. Los nemátodos asociados a la simbiosis entre plantas y hormigas han sido poco estudiados, creando un área de investigación que está recibiendo cada vez más atención. Un ejemplo de esto es Sclerorhabditis neotropicalis, que habita en los nidos de las hormigas Azteca asociadas a árboles de Cecropia. El objetivo de este trabajo es incrementar el conocimiento sobre esta especie de nemátodo y su relación con Azteca-Cecropia. Las muestras fueron recolectadas durante 2011-2013 en diferentes localidades de Costa Rica: Parque Nacional Carara (Puntarenas), San Pedro de Montes de Oca y Ruta 27 (San José) y la Estación Biológica La Selva (Sarapiquí, Heredia). Se examinaron 576 entrenudos de 23 plantas, comprendiendo cuatro especies de Cecropia (incluyendo una especie no mirmecófita) y cinco especies de Azteca. Se encontraron individuos de S. neotropicalis en todas las combinaciones de Azteca/Cecropia examinadas. Las hormigas reinas y trabajadoras fueron colocadas en agua para observar los nematodos y los resultados fueron en gran medida positivos, lo cual sugiere que las reinas aladas transportan S. neotropicalis hacia nuevos árboles y que las trabajadoras los transportan entre los entrenudos. Además del transporte, las observaciones preliminares insinúan que las hormigas proporcionan una masa de parénquima raspado (posiblemente fertilizado con heces) como sustrato para bacterias que luego servirán de alimento a los nematodos. Adicionalmente, encontramos S. neotropicalis asociado con Azteca en otro tipo de árbol, Cordia alliodora, sugiriendo que esta asociación de hormigas/nematodos no se limita a Cecropia. Las fotografías de microscopía electrónica de S. neotropicalis obtenidas en este trabajo complementan la descripción original de esta especie. Por otra parte, los análisis filogenéticos moleculares sugieren que Sclerorhabditis forma un clado bien definido de nematodos bacteriófagos asociados con Azteca. La evidencia indirecta apunta a que se trata de una asociación mutualista, pero los beneficios para las hormigas siguen siendo desconocidos.

• English

  Abstract The nematodes involved in ant-plant symbioses have been poorly studied, creating an area of research that is now receiving increasing attention. One example is Sclerorhabditis neotropicalis that inhabit the nests of Azteca ants in Cecropia trees. The goal of the present study is to increase our knowledge about these organisms and their possible symbiotic relationship with the ants and their host plant. The samples were collected during 2011-2013 in different locations in Costa Rica: Parque Nacional Carara (Puntarenas province), San Pedro de Montes de Oca and Highway 27 (San Jose) and La Selva Biological Station (Sarapiquí, Heredia). We examined 576 internodes from 23 plants, comprising four species of Cecropia (including one non-myrmecophyte) and five Azteca species. S. neotropicalis was found in all but one of the Azteca/Cecropia combinations examined. Queen and worker ants were placed in water in order to dislodge nematodes and the results were largely positive, suggesting that alate queens carry S. neotropicalis between trees and that workers carry them between internodes. In addition to transport, preliminary observations suggest that the ants provide masses of scraped parenchyma (possibly fertilized with feces) as a substrate for bacteria upon which the nematodes presumably feed. We also found S. neotropicalis associated with Azteca in another myrmecophyte, Cordia alliodora, suggesting that this ant/nematode association is not restricted to Cecropia. SEM photographs of S. neotropicalis were provided to supplement the original description of this species, and molecular phylogenetic analyses employing three different markers suggest that Sclerorhabditis forms a well-supported clade of bacteria-feeding nematodes associated with Azteca. Indirect evidence suggests that this is a mutualistic association, but the benefits to the ants remain unknown. Rev. Biol. Trop. 66(1): 368-380. Epub 2018 March 01.