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Public release date: 7-Jan-2014

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Formigas formam tórax para condizer com funções que desempenham

Esta comunicado está disponível em inglês.

IMAGE: 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...

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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.

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.

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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

Mais informação:
Ana Mena
Comunicação de Ciência
Instituto Gulbenkian de Ciência
Tel. +351 21 440 79 59
anamena@igc.gulbenkian.pt

Roberto Keller
Grupo de Variação: Desenvolvimento e Seleção
Instituto Gulbenkian de Ciência
rkeller@igc.gulbenkian.pt



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