FORMIGAS RESPONDEM A INFORMAÇÃO SOCIAL EM REPOUSO, NÃO EM MOVIMENTO. (Comentado)

As formigas não se distraem com informações sociais quando estão em movimento, e respondem unicamente quando em repouso, indica um estudo da Universidade de Bristol, Reino Unido. Essa monitorização esporádica do ambiente social pode reduzir a sobrecarga de informações e melhorar a robustez das sociedades complexas, sugerem os pesquisadores.

As formigas não se distrair com informações sociais, quando em movimento, possivelmente reduzindo a sobrecarga de informações e aumentando a robustez das sociedades complexas. (Da imagem) Crédito: © chenhawnan / Fotolia

As formigas não se distraem com informações sociais, quando em movimento, possivelmente reduzindo a sobrecarga de informações e aumentando a robustez das sociedades complexas. (Veja na imagem) Crédito: © chenhawnan / Fotolia

Edmund Hunt, um estudante de PhD na Bristol’s School of Biological Sciences, e os colegas seguiram os padrões de movimento da formigas-rocha-solitárias (Temnothorax albipennis) que exploram uma grande arena fora do ninho, tanto que quando a arena foi limpa ela continha informações químicas (feromônios ou outras pistas) deixadas por companheiros de ninho.

Os pesquisadores descobriram uma relação entre a duração e velocidade média de movimentos de uma formiga, e também estabeleceram que os movimentos flutuaram principalmente em torno de uma velocidade média constante. A velocidade média aumentou em antecipação de um movimento mais longo, o que sugere que durações de movimentos foram de alguma forma determinada com antecedência.

Este foi o caso, tanto quando a informação química estava ausente e quando ele estava presente, sugerindo que provavelmente as formigas respondem apenas e totalmente à informação social entre os movimentos.

Edmund Hunt disse: “Uma resposta intermitente à informação social ajudaria a formiga individualmente, reduzindo a carga de informação que tem de processar quando se deslocam em sua sociedade  tumultuada. Também poderia beneficiar a colônia como um todo, moderando os efeitos de feedback positivo, que caso contrário podem propagar informações sociais de baixa qualidade através do sistema. Isso iria comprometer a eficácia do sistema de atribuição de tarefa descentralizada das formigas. Tal responsividade intermitente a aspectos do ambiente social durante o movimento pode ter implicações para o modo como entendemos outros sistemas sociais complexos adaptativos, incluindo os humanos.”

A pesquisa foi publicada na Royal Society Open Science.

Journal Reference:
1. Edmund R. Hunt, Roland J. Baddeley, Alan Worley, Ana B. Sendova-Franks, Nigel R. Franks. Ants determine their next move at rest: motor planning and causality in complex systems. Royal Society Open Science, 2016; 3 (1): 150534 DOI: 10.1098/rsos.150534

Fonte: Science Daily

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Comentários internos

O que o artigo de Hunt publicado na Royal Society Open Science constatou é que formigas não são boas em dar conta de multitarefas. As formigas Temnothorax albipennis precisam parar de fazer uma tarefa para se direcionarem a  outras, como por exemplo, alterar o plano de curso. Por isto, alteram entre movimentos e repousos enquanto traçam um novo caminho, deixando, claro, um rastro químico no ambiente. O estudo consistiu em soltar formigas uma arena fechada, os pesquisadores observaram como formigas solitárias respondiam a informações deixadas por seus antecessores, variando a velocidade média de seus próximos movimentos.

Enquanto explora, um temnothorax albipennis formiga do trabalhador (mostrado na Câmara lenta) alterna entre movimento e pausa. Uma processos de formigas informações químicas de entrada apenas quando parado, sugere um novo estudo. Edmund caça / Univ. de Bristol

Enquanto explora, uma formiga Temnothorax albipennis operária (mostrado na Câmara lenta) alterna entre movimento e pausa. Uma  formigas processa informações químicas de entrada apenas quando parado, sugere um novo estudo.
Edmund Hunt / Univ. de Bristol

As formigas que exploraram não fizeram ajustes da rota. As análises matemáticas de comportamento das formigas sugerem que a duração dos movimentos das formigas é determinada antes de uma formiga levantar a perna para caminhar. Essas formigas processam sinais químicos durante pausas entre os movimentos e guardam energia no funcionamento do sistema nervoso parando para analisar a rota (Science News, 2016).

As formigas da rocha não emitem som, mas recrutam seguidores. A estrutura social pode mudar o resultado de uma decisão do grupo. Colônias destas formigas decidem como um grupo irá se mover. Uma pequena quantidade de informação social pode maciçamente influenciar o resultado de uma decisão coletiva. Segundo um artigo publicado por Dominic Burns, da Universidade de Bristol, na Inglaterra e Nigel Franks do laboratório Bristol na revista Behavioral Ecology, e essas formigas são exemplos de como animais podem ser sociais sem ter uma linguagem, matemática formal ou debates coletivos mas podem fazer escolhas coletivas. Nos fundamentos do processo, há um grande número de comparações que podem ser feitas entre a tomada de decisão coletiva em seres humanos e formigas. Decisão, análise faz com que a evolução afine formigas e pode provocar insights sobre a versão humana (Science News, 2016).

Curiosamente, formigas em geral “alisam” suas  “escovas” para manter a antena em condições  de uso. É uma forma de auto-limpeza essencial para os insetos porque eles são incapazes de sentir o cheiro de alimentos, e então, seguir trilhas ou comunicar-se depende das antenas sensíveis e quando sujas, reduzem a sensibilidade. Pesquisadores revelaram como as formigas cuidam de si mesmas, usando três tipos de pêlos para tirar a meticulosamente a sujeira e manter-se limpas. Em borboletas da família Nymphalidae o primeiro par de pernas é bastante reduzido e ficou restrito a funções de auto-limpeza.

Redução primeiros membros torácicos de bicyclus anynana (Nymphalidae). Indicado pela seta preta. Foto cedida por W. Piel. figuras de alta qualidade estão disponíveis online.

Redução primeiros membros torácicos de Bicyclus anynana (Nymphalidae). Indicado pela seta preta. Foto cedida por W. Piel. figuras de alta qualidade estão disponíveis online.

Formigas da espécie Camponotus rufifemur tem estruturas de limpeza especializadas em suas patas dianteiras que usam para fazer a manutenção das antenas. Um entalhe do membro coberto por diferentes tipos de pêlos forma um dispositivo de limpeza que tem algumas semelhanças com uma garra pequena de uma lagosta.

A antena é puxada através do dispositivo, limpando-a retirando as partículas de sujeira usando cerdas que atuam como um pente e uma escova. Alexander Hackmann, do Departamento de Zoologia da Universidade de Cambridge, construiu um mecanismo para imitar os movimentos da formiga de limpar as antenas através sob um microscópio poderoso. Ele foi capaz de filmar o processo no fim da extremidade, e medir a eficiência de limpeza dos pêlos utilizando partículas fluorescentes.

Hackmann descobriu que cada um dos três grupos de pêlos realizam uma função diferente, como certas cerdas que coçam afastando as partículas maiores. O “pente”, em seguida, remove as partículas menores e, finalmente, a “escova” remove as partículas ainda menores.
Onde as cerdas e o pente são arredondados e bastante rígidos, os pêlos são planos, flexíveis e coberto de sulcos que aumentam a área de superfície de contato com as partículas de sujeira, dando-lhes uma melhor chance de fixar os pêlos.

Os insetos ganharam, ao longo de sua evolução formas engenhosas de limpeza de estruturas muito pequenas, sensíveis, e assim nos dão aplicações importantes para a nanotecnologia, onde a contaminação de coisas pequenas, especialmente dispositivos eletrônicos, é um grande problema.

Formigas usam 'Combs "e" escovas "para manter suas antenas no topo condição, os cientistas descobriram. Grooming é essencial para os insetos porque eles são incapazes de sentir o cheiro de alimentos, siga trilhas ou comunicar se estes órgãos sensíveis ficar sujo. Cerdas são de cor vermelha, verde azul e escova pente nesta imagem Uma visão microsocope eletrônica de varredura (SEM) da cataglyphis bombycinus? S cabeça densamente coberto de pêlos.

Formigas usam “pentes” e “escovas”para manter suas antenas limpas. O comportamento é essencial para os insetos porque eles são incapazes de sentir o cheiro de alimentos, seguir trilhas ou comunicar se estes órgãos sensíveis estiverem sujos. Cerdas são de cor vermelha, pentes de azul e escova em verdes nesta imagem
Abaixo: uma visão da formiga cinza e suas cabeça densamente coberto de pêlos. Foto tirada com microscópio eletrônico de varredura. Clique para ampliar.

Diferentes insetos têm diferentes dispositivos de limpeza, mas poucos estudos tem se focado neste quesito, especialmente sobre a função mecânica. Por exemplo, este arranjo de cerdas, pentes e pincel permite que o trabalho de limpeza atue como um filtro de partículas que pode limpar as partículas de sujeira de tamanhos diferentes com um único golpe de limpeza. As técnicas de nanofabricação modernas enfrentam problemas semelhantes com a contaminação da superfície, e como resultado a fabricação de dispositivos em escala micro requer muito investimento e tecnologia de limpeza. É possível que o estudo de formigas e seu comportamento de auto-limpeza leve para a construção de dispositivos bioinspirados para a limpeza de micro e nano-escalas (DailyMail, 2015).

As formigas cortadeiras da Florida (Pogonomyrmex badius) fazem ninhos extremamente complexos em sua estrutura arquitetônica. Os pesquisadores derramam metal liquido ou gesso nos ninhos subterrâneos e desenterraram os moldes endurecidos para revelar suas formas em diversos multiníveis. Muito sobre esses formigueiros, no entanto, ainda desafia as explicações biológicas.

Por razões ainda desconhecidas, as colônias de formigas cortadeiras na Flórida abandonam os ninhos uma vez por ano e constróem um novo. Em um estudo de campo, as colônias normalmente movem-se cerca de 2 a 6 metros de distância de suas casas antigas. O pesquisador Tschinkel e seus alunos da Universidade Estadual da Flórida em Tallahassee não encontraram um padrão para as mudanças: nenhuma tendência para escapar e buscar (ou sair) da sombra de uma árvore, buscar mais alimento, ou ficar na borda mais distante de grandes colônias vizinhas para evitar concorrência. Os novos ninhos são como os antigos: um conjunto apertado de câmaras interconectadas, em forma de “biscoito” que oscilam mais câmaras abaixo em túneis espiralados.

As formigas escavam um novo ninho em um processo incrivelmente rápido, trazendo o solo para a cima com centenas de trabalhadores durante todo o dia. Uma colônia, tipicamente tem por volta de 4 mil formigas, que podem cavar e passar para um novo ninho em cerca de quatro a sete dias.

Durante uma mudança, as formigas agitam-se para frente e para trás ao longo de um caminho bem desgastado entre o velho ninho e o novo. Trabalhadores carregam sua rainha, centenas de larvas e formigas jovens, além de sementes recolhidas e armazenadas para o alimento. Elas carregam até mesmo seu carvão vegetal, sem  razão aparente.

Estas formigas dispersam pontas agulhadas de pinheiro queimados pelo sol e outra de carvão vegetal em torno das aberturas do ninho, uma colônia grande pode conter até 77 mil peças carregadas. Tschinkel e estudantes testaram mais de meia dúzia de motivos possíveis pelas quais elas carregam o carvão e seus possíveis benefícios, mas não encontrou nada convincente. Entre as possibilidades estavam o desencorajamento de formigas estrangeiras, retenção de água após a chuva e o aquecimento do ninho.

O carvão vegetal é um enigma menor em comparação com o compartilhamento de regras de comportamento entre as formigas. Sua rainha tem bebês, não um diagrama. Tudo o que elas tem de fazer é sem um líder, sem um plano específico, sem instrução prévia, e, no caso dos formigueiros subterrâneos, no escuro. Isto torna a formiga um dos mais complexos mistérios do grupo dos insetos (Science News, 2016).

Um outro estudo publicado pela The Science of Nature apontou que a mudança para um ambiente mais desafiador poderia, ao longo do tempo, re-alimentar peças velhas chave do sistema nervoso que estavam inativas, de acordo com um estudo feito com formigas liderado pelo professor de biologia Sean O’Donnell, PhD, professor da Faculdade de Artes e Ciências. Ele estudou vários gêneros (grupos de espécies relacionadas) de formigas tropicais cujos antepassados mudaram-se para viver na maior parte subterrânea a quase 80 milhões de anos atrás. O exército de espécies de formigas que continuaram a viver no subsolo pareciam ter perdido a maioria (se não toda) sua visão, mas no gênero Eciton ela surgiu de volta a vida quando as formigas voltaram viver novamente na superfície a cerca de 18 milhões de anos atrás.

A maioria dos exemplos conhecidos de alterações no investimento cerebral envolvem mudanças no ambiente mais simples, ou “reduzidas”, e os exemplos clássicos são casos de espécies de superfície que dão origem a novas espécies em cavernas associando regiões cerebrais de processamento de visão que ficam reduzidas.

Este é um exemplo raro em que voltou a se desenvolver partes do cérebro usadas na visão. Parece ser um raro um exemplo de tecido cerebral de uma espécie que aumenta ao longo do tempo na sequência de uma mudança para um ambiente mais complexo. O estudo de O´Donnell apresenta dados sobre o investimento visual sugerindo algum espaço para recuperar, aumentar ou perder a função sensorial e cognitiva. Ainda não se sabe o quanto funciona a visão das formigas do gênero Eciton, mas a sugestão é que as estruturas anatômicas do olho sejam diferentes da maioria dos outros insetos que vivem acima do solo.

O’Donnell, publicou um artigo (junto com quatro co-autores), sobre a ecologia de investimento cerebral em formigas neotropicais na revista The Science of Nature onde
descobriu que as formigas que viviam principalmente na superfície (como a Eciton hamatum, Eciton mexicanum e Eciton burchellii parvispinum) tinha lóbulos ópticos significativamente maiores, que são partes do cérebro usadas na visão. Espécies em outros gêneros que vivem principalmente no subsolo, como Nomamyrmex e Cheliomyrmex, tinha lóbulos ópticos muito menores.

Regiões do cérebro sugerem que a evolução de visão não conta toda a história. Além dos lóbulos ópticos maiores, Eciton tem também as regiões cerebrais utilizadas no cheiro maiores, e um maior tamanho cerebral. Em contraste, certas partes do cérebro que estão envolvidas na memória e integração sensorial foram encontradas em menor tamanho nas espécies Nomamyrmex e Cheliomyrmex, as mais subterrâneas das espécies que os pesquisadores estudaram.
Juntos, esses padrões apontaram para a iluminação como não sendo o único fator a ditar cérebros maiores em habitantes da superfície. Os padrões mais excitantes e inovadores são, então, aqueles que sugerem que o mundo subsolo não é apenas diferente, e favorecem o olfato sobre a visão. Os dados sugerem que a vida no subsolo é mais simples, é menos desafiadora cognitivamente, em geral, do que o mundo acima do solo. O desafio agora é descobrir o que acontece com o ambiente acima do solo que seleciona um maior investimento cérebral. O’Donnell e os co-autores sugerem aspectos do mundo acima do solo que são mais complexos e exigem a evolução espaço-cerebral adicional: a presença e diversidade de predadores e a variação entre atividades diurnas e noturnas.

No caso das formigas, ainda não se sabe muito sobre quais habilidades comportamentais e cognitivas são afetadas pelo aumento do tamanho da região do cérebro, mas os dados sugerem que as formigas são um grupo interessante para explorar essas questões. Ter mais investimento cérebro/cognição é geneticamente muito caro, do ponto de vista evolutivo.

O tecido cerebral requer uma grande quantidade de energia para construir e manter através do consumo de alimentos. Assim, uma espécie não vai durar muito tempo a menos que haja uma boa razão para realizar essa capacidade do cérebro extra. O estudo de O´Donnell mostra que os cérebros acompanham de perto a ecologia de espécies de animais, e que a evolução do cérebro pode responder aos novos desafios ecológicos, mesmo depois de dezenas de milhões de anos (Science Daily, 2016).

Formigas, são do mesmo grupo que compõem as abelhas e vespas; a ordem Hymenoptera. Esta ordem de insetos teve sua origem no Triássico, com os fósseis mais antigos pertencentes à família Xyelidae. Os himenópteros sociais apareceram durante o Cretáceo (Hoell et al, 1998) ou antes, entre 140 a 168 milhões de anos atrás, de acordo com um artigo publicado na revista Science.

Esses insetos encontrados em ecossistemas terrestres em todo o mundo, aparentemente, começaram a diversificar apenas cerca de 100 milhões de anos atrás, em conjunto com as plantas com flores. Algo que também ocorreu com as borboletas também (veja aqui e aqui).

Este estudo integra numerosos registros fósseis e uma grande série de dados molecular para inferir a radiação evolutiva das formigas, que têm raízes bastante profundas. Os pesquisadores reconstruíram a árvore filogenética das formigas utilizando sequenciamento de DNA de seis genes de 139 gêneros de formigas representante, abrangendo 19 de 20 subfamílias de formigas de todo mundo.

As formigas tem uma característica dominante em quase todos os ecossistemas terrestres, e ainda sabemos pouco sobre sua história evolutiva: os principais grupos de formigas, como eles estão relacionados uns aos outros, quando e como elas surgiram.

Moreau, Pierce e seus colegas usaram um “relógio molecular” calibrado com 43 fósseis distribuídos por toda a árvore filogenética das formigas para datar eventos-chave na evolução do grupo, proporcionando uma estimativa bem suportada para a idade das linhagens modernas. A conclusão foi que as formigas modernas surgiram entre 140 a 168 milhões de anos atrás, empurrando para trás a origem das formigas em pelo menos 40 milhões de anos do que anteriormente tinha sido acreditado com base em estimativas do registro fóssil.

Os resultados apoiam a hipótese de que as formigas eram capazes de aproveitar as oportunidades ecológicas prestadas por flores e os insetos herbívoros que co-evoluíram com elas. Os insetos herbívoros que evoluíram ao lado de plantas com flores forneciam alimento para as formigas.

Pesquisadores descobriram também que membros o pouco conhecidos da subfamília de formigas Leptanillinae sao os mais antigo, seguido por dois grandes grupos conhecidos como os poneroides (predatórias formigas de caça) e os formicoides (espécies mais conhecidas, como formigas do pavimento e formigas carpinteiras) (Phys.Org, 2006).

Recentemente uma nova espécie de formiga foi descoberta e datada em 99 milhões de anos. Ela foi preservada em um âmbar em Myanmar e foiapelidade de “formiga-unicórnio” por apresentar uma projeção bulbosa no topo de sua cabeça. A saliência é única dentre as formigas. O estudo foi publicado na revista Current Biology. A parte inferior do corno é coberta de pêlos minúsculos, indicando que é a ferramenta de um predador: As mandíbulas de algumas outras espécies de formigas têm os pêlos semelhantes a “gatilhos” que, quando tocados fazem a mandíbula se fechar rapidamente em torno de sua presa. Mas a formiga unicórnio estava aparentemente à frente do das outras formigas e não se consagrou na luta pela sobrevivência. Além disso, o tamanho incomum de seu chifre e seus pares, mandíbulas pontudos indicam que foi provavelmente mais limitada na dieta do que as outras formigas mas distantes. Elas só poderiam ter capturado grandes presas, porque alvos menores teriam facilmente escapado de sua estrutura bucal. Formigas estavam apenas começando a diversificar em diferentes grupos no período Cretáceo, e a maioria deles eram generalistas. Portanto, este pequeno picador do Cretáceo é uma indicação de que algumas formigas já foram altamente especializadas mesmo que ainda muito cedo na história evolutiva do grupo (Science Magazine, 2016).

Acima: Temnothorax albipennis. Foto de: Ihagee86/flickr (CC BY-SA 2.0. Abaixo: Pogonomyrmex badius. Foto: Alex Wild

Acima: Temnothorax albipennis. Foto de: Ihagee86/flickr (CC BY-SA 2.0. Abaixo: Pogonomyrmex badius. Foto: Alex Wild

Uma vasta gama de estratégias reprodutivas foram observados em diferentes espécies de formigas. As fêmeas de muitas espécies são conhecidas por serem capazes de reproduzir de forma assexuada, por partenogênese telítoca (Heinze & Tsuji, 1995). Secreções das glândulas acessórias do sexo masculino em algumas espécies podem entupir a abertura genital feminina e prevenir fêmeas de re-acasalar (Mikheyev, 2003). A maioria das espécies de formigas têm um sistema em que apenas a rainha e fêmeas reprodutoras têm a capacidade de acasalar. Ao contrário da crença popular, alguns ninhos de formigas têm múltiplas rainhas, há registros de operários com a capacidade de reproduzir e colônias que carecem de rainhas (Peeters & Holldobler, 1995).

Na maioria (ou todos em todos himenópteros), o sexo é determinado pelo número de cromossomos de um indivíduo possui (David et al, 1994). Os ovos fertilizados obtém dois conjuntos de cromossomos (gametas respectivamente de cada um dos pais), de modo que se desenvolvem em fêmeas diplóides, enquanto os ovos não fertilizados contêm apenas um conjunto (da mãe), de modo a desenvolver-se em machos haplóides; o ato de fertilização está sob o controle voluntário da fêmea de postura (Hoell, 1998). Este fenômeno é chamado haplodiploidia. O mesmo vale para abelhas, que pertencem a mesma ordem.

O uso de abordagens genéticas modernas permitiu uma equipe de investigadores investigar um tema muito debatido na biologia e nesta ordem; a teoria evolutiva da seleção de parentesco; que sugere que o comportamento altruísta ocorre como uma maneira de passar genes para a próxima geração.

Os pesquisadores Christina Grozinger, professore de entomologia, e David Galbraith, pós-doutorado em entomologia, junto a colegas investigaram a seleção de parentesco através da análise do comportamento social das abelhas operárias, que são todas do sexo feminino.

Eles descobriram que os genes que as abelhas operárias herdam de sua rainha – matrigenes de comportamento altruísta para as abelhas operárias – renunciam a produção de seus próprios filhos para ajudar a criar as irmãs. Quando a rainha morre, os trabalhadores podem começar a competir egoisticamente entre si para pôr ovos. Os genes que herdam de seus pais diferentes – patrigenes – dirigem esse comportamento.

Incialmente acreditava-se que as abelhas eram cooperadores ideais, com todos os membros da colônia trabalhando juntos em harmonia mas este estudo demonstrou que há um embate, chamado de conflito intragenômico, ou seja, um conflito entre que os genes herdados do pai e aqueles herdado da mãe.

De acordo com Grozinger, em uma colônia normal, a rainha põe todos os ovos e as operárias permanecem estéreis ajudando a aumentar a prole da rainha. Quando a rainha morre, os operários se comportam de forma altruísta, permanecendo estéreis ajudando a prole restante, a nova prole de suas irmãs ou se comportam de forma egoísta, ativando seus próprios ovários e estabelecem seus próprios ovos não-fertilizados, que se desenvolvem em machos.

Em 2003, David Queller publicou um modelo de chave usando a teoria de seleção de parentesco que previu que em condições órfãs em uma colônia de abelhas, os patrigenes iriam promover um comportamento egoísta nas operárias, enquanto os matrigenes iriam promover o comportamento altruísta. Para Queller, este conflito é o resultado da distribuição desigual dos matrigenes e patrigenes entre os trabalhadores. Todos os trabalhadores na colônia compartilham o mesmo conjunto de matrigenes. Por outro lado, como a rainha acasala com 10 ou mais machos (zangões), as operárias têm diferentes patrigenes. Se uma operárias se comporta de forma altruísta e ajuda os filhos de suas irmãs, ela garante que seus matrigenes sejam repassados. No entanto, mais de seus patrigenes passam para a próxima geração se ela se comporta de forma egoísta e põe seus próprios ovos.

É muito estranho pensar que os seus genes possam estar lutando uns com os outros com base em se eles vieram de sua mãe ou seu pai, disse Queller. Quando uma rainha morre, abelhas operárias se comportam da maneira que seus pais queriam que fosse, produzindo filhos quanto possível. Os resultados aparecem na revista Proceedings of the National Academy of Sciences. Este conflito intragenômico suporta a teoria da seleção de parentesco proposta pela primeira vez por William Hamilton em 1964.

O altruísmo foi definido como a redução da própria produção reprodutiva para ajudar os outros se reproduzir. Assim, a teoria da seleção de parentesco prevê que o altruísmo só irá evoluir para ajudar os indivíduos relacionados. Usando a teoria da seleção de parentesco, David Haig, professor da Universidade de Harvard, propôs modelos prevendo conflitos intragenômicos, que Queller, em seguida, estendeu para sociedades de insetos sociais desenvolvidos.

Em 2010, o biólogo E.O. Wilson e seus colegas publicaram um artigo defendendo que a seleção de parentesco ocorre sem necessariamente o comportamento altruísta evoluir. Enquanto o modelo de Queller fez previsões muito específicas sobre o comportamento de matrigenes e patrigenes em insetos sociais, não foi possível testar essa previsão até ferramentas genômicas modernas serem desenvolvidas que permitisse acompanhar especificamente os dois matrigenes e patrigenes no mesmo indivíduo, disse Grozinger. Os pesquisadores criaram 18 diferentes cruzamentos macho-fêmea de duas estirpes diferentes de abelhas – abelhas africanizadas, que produzem ovários maiores, e as abelhas européias, que produzem ovários menores. Os cruzamentos permitiram que as operárias determinassem qual dos genes – pais versus mães – estavam ativos na prole. A equipe abrigava a prole de abelhas operárias sem uma rainha, estimulando alguns a começar a produção de ovos.

Os pesquisadores demonstraram que as abelhas operárias com pais africanizados e mães europeias tinham ovários maiores e eram mais propensas a se tornar reprodutivamente mais ativas do que as abelhas com pais europeus e mães africanizadas. De acordo com Grozinger, isto demonstrou que as características reprodutivas das operárias foram mais fortemente influenciadas pelos seus patrigenes que matrigenes.

Foram identificados mais de 100 mil trechos de DNA chamados polimorfismos de nucleotídeo único, que estavam presentes nos genomas da mãe ou o pai, disse Galbraith. Esse polimorfismo é uma variação em um único nucleótido que ocorre a uma posição específica no genoma, em que cada variação está presente em algum grau dentro de uma população. Estes trechos permitiram determinar quais pedaços de RNA na prole operária foram produzidos pelos matrigenes contra patrigenes.

Em seguida, os pesquisadores colheram ovários das abelhas operárias e sequenciaram todo o conjunto de moléculas de RNA para ver qual dos seus genes herdados foram expressos em maior medida. E descobriu-se que a expressão dos patrigenes, mas não matrigenes, foi fortemente associada ao comportamento de postura das operárias. Segundo os pesquisadores, a proxima etapa do estudo é explorar os conflitos intergenômicos em outros sistemas. O que sabemos é que o modelo de Queller fornece previsões sobre como os matrigenes e patrigenes se comportam em diferentes espécies de insetos sociais e contextos diferentes. Em alguns casos, os matrigenes agem de forma egoísta (Science Daily, 2016).

Victor Rossetti

Palavras chave: Netnature, Rossetti, Formigas, Evolução, Ecologia, Hymenoptera, Biologia.

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Referências

David P. Cowan and Julie K. Stahlhut (July 13, 2004). “Functionally reproductive diploid and haploid males in an inbreeding hymenopteran with complementary sex determination”. PNAS 101 (28): 10374–9.
Heinze, Jurgen; Tsuji, Kazuki (1995). “Ant reproductive strategies” (PDF). Res. Popul. Ecol. 37 (2): 135–149.
Hoell, H.V., Doyen, J.T. & Purcell, A.H. (1998). Introduction to Insect Biology and Diversity, 2nd ed. Oxford University Press. p. 320.
Mikheyev, A. S. (2003). “Evidence for mating plugs in the fire ant Solenopsis invicta”. Insectes Sociaux 50 (4): 401–402.
Peeters C, Holldobler B (1995). “Reproductive cooperation between queens and their mated workers: the complex life history of an ant with a valuable nest” (PDF). Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 92 (24): 10977–10979.

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