Por Albrecht Haase y David Baracchi

De la misma manera que las hormonas sirven para comunicarse entre órganos y tejidos para la regulación fisiológica y la homeostasis en el cuerpo de los animales, las feromonas se secretan fuera del cuerpo para comunicarse con otros individuos.Por tanto, las feromonas se definen como mensajeros químicos intraespecíficos y, como tales, son señales de comunicación muy extendidas en una gran variedad de organismos. Más específicamente, su función es transferir información de un remitente a los receptores de la misma especie en la que desencadenan respuestas adaptativas específicas de contexto y señal. Desde que se identificó la primera feromona en un insecto, y el término «feromona» fue acuñado hace 60 años en un estudio pionero, las feromonas se han definido como agentes esenciales de comunicación estereotipada que liberan respuestas reflejas y / o efectos fisiológicos primarios. Por tanto, nada parece más distante de la cognición, el aprendizaje y la memoria que el escenario de la comunicación feromonal.

Un equipo internacional compuesto por investigadores franceses e italianos de la Universidad de Toulouse (CNRS), la Universidad Paris13, la Universidad de Florencia y la Universidad de Trento (CIMEC) publicó en el Journal Communications Biology un trabajo que aporta una contribución novedosa sustancial para redefinir el papel y la función de las feromonas. En el trabajo, los autores estudiaron la capacidad de las feromonas para facilitar o dificultar el aprendizaje y la memorización de señales que no están necesariamente relacionadas con el mensaje feromonal en sí.Para abordar esta cuestión, utilizaron la abeja Apis mellifera porque su sofisticada organización social y su éxito evolutivo dependen en gran medida de la comunicación feromonal y debido a sus notables capacidades de aprendizaje y memoria.

En el estudio, que fue dirigido por Martin Giurfa y Patrizia d’Ettorre y que duró más de dos años de intenso trabajo, los autores pre-expusieron abejas forrajeras atadas a feromonas de diferente ‘valencia’ (es decir, a un atrayente y un disuasivo) y analizaron el efecto de esta preexposición sobre el aprendizaje olfativo posterior y la formación / recuperación de la memoria, en momentos en los que la feromona ya no estaba presente. Para comprender el efecto de las feromonas, Amelie Cabirol, del grupo de investigación en Neurofísica de la Universidad de Trento, supervisada por Albrecht Haase, combinó la preexposición de feromonas con imágenes de dos fotones de calcio de la actividad cerebral mientras las abejas son estimuladas con diferentes olores.

Esto mostró que la percepción de los olores no estaba influenciada por las feromonas, lo que demuestra que los cambios de comportamiento observados se debían a cambios en los centros cerebrales superiores asociados con la memoria olfativa. Los efectos de la memoria fueron luego estudiados en detalle por David Baracchi en la Universidad de Florencia utilizando el condicionamiento olfativo clásico de abejas individuales, así como la interrupción farmacológica de la actividad neuronal en el cerebro de las abejas.  Los resultados demostraron que la preexposición a feromonas afectaba de manera significativa el aprendizaje y la memoria, dependiendo de la valencia de la feromona preexpuesta.Mientras que la preexposición a la atractiva feromona geraniol mejoró el aprendizaje olfativo y la memoria posteriores, la preexposición a la feromona disuasoria 2-heptanona tuvo el efecto opuesto. Esta modulación no se debió a cambios de la señalización olfativa en el cerebro de la abeja, sino a cambios en la motivación apetitiva de signo opuesto inducidos por la feromona atractiva y disuasoria. De manera constante, la interferencia con los circuitos aminérgicos que median la motivación apetitiva en el cerebro de la abeja rescató o disminuyó los efectos cognitivos inducidos por las feromonas. 

Los resultados revelan así un papel novedoso e importante de las feromonas, introduciendo así un avance conceptual, ya que postula que estas sustancias actúan como actores clave de la plasticidad conductual. Además de ser señales químicas, las feromonas modulan la adquisición de tareas de aprendizaje y la formación de recuerdos de una forma que depende de su valencia (atracción, disuasión). Por tanto, los autores propusieron que la definición de feromona no debería limitarse a los términos ‘mensajero químico’ o ‘transferencia de información’, sino que debería incorporar la capacidad de estas sustancias para actuar como moduladores del comportamiento tanto de la respuesta espontánea a estímulos reforzantes como de los procesos cognitivos.