| Formigas formam tórax para condizer com funções que desempenham |
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| Escrito por CienciaPT | |
| 09-Jan-2014 | |
Foi agora descoberto que as características que diferenciam as formigas‐rainha das formigas-‐obreiras vão além da presença ou ausência de asas. Num estudo publicado na revista científica de acesso livre eLife*, Roberto A. Keller e Patrícia Beldade do Instituto Gulbenkian de Ciência (IGC, Portugal), em colaboração com Christian Peeters da Universidade Pierre et Marie Curie (França), mostraram que as formigas aumentam o tamanho dos seus segmentos torácicos de forma diferente de acordo com as funções que vão desempenhar em adultos. Os investigadores descobriram que as formigas-obreiras têm uma arquitetura torácica única que explica a sua capacidade de caçar e transportar presas muitas vezes superiores ao seu próprio peso.
Legenda: Uma ambiciosa formiga transporta um grande pedaço de erva cortada de volta ao ninho. Formigas-obreiras desenvolvem músculos do pescoço hipertrofiados e especializados que lhes permite levantar e transportar objetos muito mais pesados que o seu próprio peso. Formigas-rainha, que são geneticamente semelhantes, não têm esta adaptação. (Imagem gentilmente cedida por Alex Wild. Todos os direitos reservados.)
Os insetos que vivem em sociedade são criaturas curiosas, com uma ligação interessante entre a sua morfologia (forma e tamanho) e o seu comportamento. Embora partilhem um conjunto semelhante de genes, os indivíduos de uma colónia desempenham papéis diferentes e geralmente variam em tamanho e forma. Isto não só é verdade para abelhas e vespas, como as formigas levam esta realidade ao extremo: as formigas-rainha, grandes e com asas, asseguram a reprodução da colónia, enquanto que formigas-obreiras, mais pequenas e sem asas, garantem a manutenção da colónia. Roberto A. Keller, investigador do grupo de Patrícia Beldade e primeiro autor deste artigo, examinou agora detalhadamente o tórax da maioria das subfamílias de formigas atualmente existentes e de outras já extintas. O tórax é uma parte do corpo dos insetos que contém os segmentos com as asas e as pernas. Roberto observou que, na formiga-‐obreira, o segmento do tórax mais próximo da cabeça está muito dilatado e preenchido por fortes músculos do pescoço. Estes músculos fortalecem os movimentos da cabeça, que por sua vez contém os maxilares que as formigas usam para agarrar e manipular objetos. Um pescoço forte mas ainda assim flexível permite às formigas-obreiras a capacidade de usar a sua cabeça para levantar objetos muito mais pesados que a própria formiga. Por outro lado, as formigas‐rainha não têm estes robustos músculos do pescoço, apresentando por isso um segmento do pescoço mais reduzido. Ainda assim, a equipa de investigação observou a existência de dois tipos distintos de tórax nas rainhas, associados às estratégias por elas utilizadas quando formam novas colónias (o que acontece na maior parte das vezes sem a ajuda de formigas-obreiras). Em algumas espécies de formigas, após dispersarem por voo, a rainha deposita os ovos e toma conta deles sem se ausentar para procurar comida. De modo a ter energia suficiente para alimentar a primeira geração de formigas-obreiras da nova colónia, a formiga-rainha “dissolve” os seus músculos das asas e reabsorve-os. Neste caso, as rainhas apresentam um segmento de asas maior e um segmento de pescoço extremamente reduzido. Noutras espécies, as rainhas passam por uma fase semelhante às obreiras em que caçam para alimentar a nova colónia até que haja um número suficiente de novas formigas-obreiras para ocupar esse papel. Estas rainhas têm um segmento de asa e de pescoço intermédio, mais semelhante ao observado nas obreiras. "A nossa análise morfológica mostra que as formigas-obreiras são muito mais do que apenas versões mais pequenas e sem asas das rainhas, e têm um plano corporal que proporciona às suas cabeças uma grande capacidade de resistência e de manobra. Mostra também que as formigas-‐rainha que iniciam novas colónias, sem a ajuda de obreiras, podem ter dois tipos de plano corporal que estão associados a uma fase em que ou têm de caçar como as obreiras ou alimentam a colónia com as suas asas.", diz Patrícia Beldade. Roberto Keller acrescenta: "As nossas descobertas podem ajudar a explicar o extraordinário sucesso ecológico das formigas e as suas diversificações evolutivas em comparação com outros insetos sociais." O ambiente desempenha um papel no desenvolvimento de diferentes indivíduos de uma mesma espécie. Neste caso, as formigas-‐rainhas e as obreiras geralmente desenvolvem-‐se em adultos bem distintos com base na quantidade de comida que têm enquanto larvas. As larvas que recebem menos comida desenvolvem-se para ser obreiras. No entanto, desconhecem-se ainda quais os mecanismos moleculares que conduzem à diferenciação dos adultos.
Esta investigação foi financiada pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT, Portugal).
* Keller, RA, Peeters, C, and Beldade, P. Evolution of thorax architecture in ant castes highlights trade-off between flight and ground behaviors. eLife 3: e01539. http://elife.elifesciences.org/lookup/doi/10.7554/elife.01539 |
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