Associazione tra il lievito Saccharomyces cerevisiae e la formica Myrmica scabrinodis

Saccharomyces cerevisiae is one of the most used microorganisms by humans. However, until a few years ago, its ecology and diffusion in nature were still unknown. Numerous studies confirm the presence of this yeast in association with social wasps, which have a key role in its ecology. Differently, S. cerevisiae has never been found in association with ants. We performed three lab experiments to understand if a similar association could exist between ants and the brewer’s yeast using Myrmica scabrinodis as a model. With a choice experiment, we tested if M. scabrinodis is attracted to S. cerevisiae or to its metabolites. Then we proceeded to examine the influence that the ingestion of S. cerevisiae cell could have on the mortality rate of ants, compared with the mortality rate of control colonies. Last but not least, we measured for how much time cells of yeast could resist inside the ant’s intestines to understand if it could be enough to permit transmission through trophallaxis. Our results show that the mortality of ants fed with food containing S. cerevisiae cells is significantly higher than the mortality of the control ants. Due to the bad influence that the ingestion of yeast has on M. scabrinodis, these ants could have evolved protective mechanisms in order to avoid food contaminated by S. cerevisiae. This is supported by the results of our choice experiment. However, S. cerevisiae could persist inside the ant for a time between 24 and 48 hours after ingestion. Time could be enough to permit transmission to other individuals through trophallaxis. In conclusion, it seems that an association between M. scabrinodis and S. cerevisiae does not exist, probably due to the disadvantage for the ants. Future studies should examine if the ingestion of S. cerevisiae causes an immune response in ants, test if other ant species are attracted to the yeast and if the ingestion of it causes the same increase in mortality rate as we report. Diffusion through trophallaxis should also be investigated.

Nonostante Saccharomyces cerevisiae sia uno dei microrganismi più utilizzati dall’uomo, fino a qualche anno fa si conosceva poco riguardo alla sua ecologia e diffusione in natura. Numerosi studi confermano la presenza di questo lievito in associazione con vari imenotteri eusociali come alcune specie di vespe, le quali hanno un ruolo chiave nell’ecologia del lievito. Diversamente, ad oggi non è stata confermata la stessa associazione tra questo lievito e altri imenotteri sociali: le formiche.. Per capire se possa esistere un’associazione tra questi due organismi abbiamo allestito tre esperimenti di laboratorio utilizzando la formica Myrmica scabrinodis come modello: con un esperimento di scelta abbiamo testato se M. scabrinodis sia attratta da fonti di cibo contenenti cellule di lievito o i suoi metaboliti; abbiamo poi esaminato l’influenza che l’ingestione di lievito, rispetto ad una dieta di controllo, ha sulla mortalità degli individui; infine abbiamo misurato il tempo di permanenza delle cellule di S. cerevisiae nell’intestino delle formiche per valutare se sia sufficiente per la trasmissione ad altri individui della colonia per trofallassi. Dai nostri risultati si evince che la mortalità degli individui nutriti con cibo contenente cellule di S. cerevisiae è più alta rispetto a quella degli individui di controllo. Data l’influenza negativa del lievito sulle formiche, queste ultime possono aver evoluto dei meccanismi protettivi che le hanno portate ad evitare fonti di cibo contaminate da S. cerevisiae, dato indicato dai nostri esperimenti di scelta. Tuttavia, il tempo di permanenza nell’intestino è compreso tra le 24 e le 48 ore dall’ingestione, il che sarebbe sufficiente affinché avvenga trasmissione tramite trofallassi. Non sembra quindi esistere un’associazione tra i due organismi, probabilmente a causa della natura negativa dell’interazione per le formiche. Studi futuri dovrebbero esaminare se l’ingestione di S. cerevisiae stimola una risposta da parte del sistema immunitario della formica, verificare se altre specie di formiche siano attratte dal lievito e se subiscono lo stesso effetto detrimentale dal suo ingerimento, e determinare se esso venga effettivamente diffuso tramite trofallassi ad altri individui.