Estas formigas conseguem encolher e aumentar os seus cérebros

Uma nova investigação sobre as formigas “Harpegnathos saltator” revela que estes animais conseguem passar por mudanças dramáticas reversíveis que até agora eram desconhecidas nos insetos.

Por Troy Farah
Publicado 21/04/2021, 12:05 WEST
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Quando a rainha de uma colónia morre, as formigas Harpegnathos saltator competem em torneios para decidir qual se tornará a nova governante da colónia. A vencedora passa por mudanças corporais invulgares, como um encolhimento reversível do cérebro.

Fotografia de Clint Penick

A maioria das colónias de formigas tem uma hierarquia direta: uma só rainha que põe todos os ovos, enquanto um sistema de castas de formigas obreiras gere tudo o resto – recolhem comida, amamentam as formigas bebés, travam batalhas e assim por diante. Só os machos e as rainhas é que podem reproduzir, e o resto das formigas são estéreis. Se a rainha morrer, a colónia geralmente também morre.

Mas as coisas são diferentes para a formiga Harpegnathos saltator, uma espécie com mandíbulas em forma de pinça e enormes olhos negros que vive nas florestas ao longo da costa oeste da Índia. Nestas colónias, se as rainhas morrerem, as obreiras fazem competições bizarras onde a vencedora se torna na monarca – e consegue produzir ovos. Os ovários da formiga vencedora expandem-se e o seu cérebro encolhe até 25%.

Mas uma nova investigação revela que estas rainhas podem ser afastadas do trono, revertendo para a posição de obreiras. Isto faz com que os seus ovários encolham novamente e o cérebro volte a crescer, um feito extraordinário que até agora era desconhecido em insetos.

“No mundo animal, este nível de plasticidade – e sobretudo uma plasticidade reversível – é bastante único”, explica Clint Penick, o autor principal do estudo que documenta esta descoberta e que foi publicado na Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences.

Jogo de formigas

Clint Penick, professor assistente de ecologia, evolução e biologia na Universidade Estadual de Kennesaw, na Georgia, passou vários anos a estudar as formigas Harpegnathos saltator. Quando estas formigas obreiras mudam para um modo reprodutor parecido com o de uma rainha, os cientistas chamam-lhes gamergates (não confundir com a campanha de assédio online ligada aos videojogos). O termo gamergate vem do grego para “trabalhador casado” e foi cunhado na década de 1980.

Todos os membros da espécie H. saltator conseguem reproduzir, mas isso só acontece se um indivíduo vencer uma série prolongada de torneios que acontecem após a morte de uma rainha. Semelhante a um pequeno duelo de justa, as formigas revezam-se rapidamente e golpeiam-se umas às outras com as suas antenas.

Metade da colónia pode envolver-se nestes combates, que podem durar até 40 dias, e todas as formigas, exceto a vencedora, permanecem obreiras.

Estes comportamentos complexos que visam determinar o domínio são conhecidos noutros insetos; as vespas-rainha, por exemplo, competem pela capacidade de ter proles, diz Rachelle Adams, que estuda a evolução das formigas e ecologia química na Universidade Estadual do Ohio. “Mas, neste caso, são as obreiras que competem pelo papel reprodutor, algo que é realmente interessante.”

Quando uma gamergate assume o controlo, passa por diversas mudanças internas. Mais notavelmente, o seu cérebro encolhe 25%, uma perda maciça de massa cerebral, diz Clint Penick. Os investigadores também descobriram que estas formigas parecidas com rainhas param de produzir veneno e também mudam de comportamento, escondendo-se de intrusos e interrompendo todos os comportamentos de caça.

Para aprender mais sobre a plasticidade dos cérebros das formigas, e para perceber se estas mudanças podiam ser revertidas, Clint e os seus colegas escolheram 60 gamergates e pintaram-nas com cores específicas para as diferenciar. Metade das formigas foi escolhida aleatoriamente e colocada em isolamento durante algumas semanas. As outras 30 atuaram como grupo de controlo. O isolamento parece ter reduzido a fertilidade das formigas parecidas com rainhas, e quando estas foram novamente introduzidas na colónia, foram imediatamente apreendidas e detidas por outras obreiras.

Este comportamento chama-se “policiar”, explica Clint, e os investigadores acreditam que é uma forma de as formigas evitarem que as suas colónias tenham demasiados membros com capacidades reprodutoras. Se for detetada uma formiga parecida com uma rainha, com ovários parcialmente desenvolvidos, as outras obreiras mordem e seguram essa formiga durante horas ou até mesmo dias, embora sem lhe provocarem danos corporais. “É quase como ficarem numa prisão para formigas”, diz Clint.

Os cientistas especulam que o stress desta situação desencadeia uma série de mudanças químicas que reverte as gamergates ao estado de obreiras, geralmente num dia ou pouco mais.

“Quando as sacrificámos e fizemos exames cerebrais, descobrimos que tinham revertido completamente todas as características”, diz Clint. “Os ovários encolheram, começaram novamente a produzir veneno... e depois os seus cérebros regressaram ao tamanho original.”

‘Uma coisa completamente diferente’

Este tipo de mudanças significativas no tamanho e na complexidade dos cérebros já foi registado noutras espécies, como em esquilos em hibernação e algumas aves. Por exemplo, os pardais-de-coroa-branca conseguem desenvolver até 68.000 novos neurónios quando começa a época de reprodução, para os ajudar a aprender novos chamamentos de acasalamento. No inverno, quando a comida escasseia, um número equivalente de neurónios morre novamente. Quando a primavera regressa, o ciclo repete-se. Mas este fenómeno era desconhecido nos insetos.

“Existem muitos insetos com uma plasticidade documentada em todas estas características – mas nenhum que eu conheça tem este nível de plasticidade reversível”, diz Emilie Snell-Rood, bióloga evolutiva da Universidade do Minnesota. “Muitos dos insetos sociais revelam mudanças nestas regiões do cérebro à medida que fazem a transição entre fases da sua vida de obreiros, ou passam de um comportamento de recolha de comida para um comportamento de rainha. Mas mudar o processo neural uma vez, e depois voltar a revertê-lo, é uma coisa completamente diferente.”

Rachelle Adams diz que estes tipos de alterações cerebrais reversíveis podem não ser tão raras quanto pensamos – não olhámos foi com atenção suficiente. “Eu não ficaria surpreendida se encontrássemos mais.”

Rachelle sugere como exemplo as espécies de formigas que podem ter várias rainhas, como as formigas carnívoras australianas. Quando as rainhas dividem o seu trabalho, com algumas a permanecer na colónia e outras a procurar comida, isso pode ser acompanhado por uma diferença correspondente no tamanho ou função do cérebro, diz Rachelle.

Quanto mais esta questão de plasticidade reversível for investigada em todas as outras espécies, mais implicações pode ter na compreensão do cérebro humano. “Muito, muito, muito a jusante, pode haver informações sobre a forma como o cérebro humano se desenvolve”, diz Clint.

Este tipo de investigação poderia, por exemplo, ensinar aos cientistas mais sobre os genes relacionados com a plasticidade neural e sobre a forma como funcionam.

“Uma pessoa pode interrogar-se sobre as razões que nos levam a estudar uma espécie aleatória de formigas, mas fizemo-lo e, ao longo do tempo evolutivo, tropeçámos num mecanismo fascinante de plasticidade neural”, diz Emilie Snell-Rood. “Acho que temos muito para aprender com as incríveis adaptações neurais dos animais.”
 

Este artigo foi publicado originalmente em inglês no site nationalgeographic.com

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