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Você já notou uma formiga em sua casa, apenas para descobrir que uma semana depois toda a colônia se mudou? As armadilhas que você montou pegam apenas algumas dessas formigas, mas logo o resto da colônia desaparece misteriosamente. Agora, um estudo publicado na revista Célula em 14 de junho explora como certos feromônios de sinalização de perigo – os marcadores de cheiro que as formigas emitem para se comunicar uns com os outros – ativam uma parte específica do cérebro das formigas e podem mudar o comportamento de um ninho inteiro.
“Os humanos não são os únicos animais com sociedades e sistemas de comunicação complexos”, diz o principal autor Taylor Hart, da Universidade Rockefeller. “Ao longo da evolução, as formigas desenvolveram sistemas olfativos extremamente complexos em comparação com outros insetos, o que lhes permite se comunicar usando muitos tipos diferentes de feromônios que podem significar coisas diferentes”.
Esta pesquisa sugere que as formigas têm seu próprio tipo de centro de comunicação em seus cérebros, semelhante aos humanos. Este centro pode interpretar feromônios de alarme, ou “sinais de perigo”, de outras formigas. Esta seção do cérebro pode ser mais avançada do que a de alguns outros insetos, como as abelhas, que trabalhos anteriores sugeriram que dependem de muitas partes diferentes do cérebro para coordenar em resposta a um único feromônio.
“Parece haver um centro sensorial no cérebro da formiga onde todos os feromônios de alarme indutores de pânico se alimentam”, diz o autor correspondente Daniel Kronauer, da Universidade Rockefeller.
Os pesquisadores usaram uma proteína projetada chamada GCaMP para escanear a atividade cerebral de formigas invasoras clonais que foram expostas a sinais de perigo. O GCaMP funciona ligando-se aos íons de cálcio, que se inflamam com a atividade cerebral, e o composto químico fluorescente resultante pode ser visto em microscópios de alta resolução adaptados para visualizá-los.
Ao realizar as varreduras, os pesquisadores notaram que apenas uma pequena parte do cérebro das formigas se iluminava em resposta aos sinais de perigo, mas as formigas ainda apresentavam comportamentos imediatos e complexos em resposta. Esses comportamentos foram chamados de “resposta de pânico” porque envolviam ações como fugir, evacuar o ninho e transportar seus filhotes do ninho para um local mais seguro.
Espécies de formigas com tamanhos de colônia diferentes também usam feromônios diferentes para comunicar uma variedade de mensagens. “Achamos que, na natureza, as formigas invasoras clonais geralmente têm um tamanho de colônia de apenas dezenas a centenas de indivíduos, o que é muito pequeno no que diz respeito às colônias de formigas”, diz Hart. “Frequentemente, essas pequenas colônias tendem a ter respostas de pânico como comportamento de alarme porque seu principal objetivo é fugir e sobreviver. — centenas de milhares ou milhões de indivíduos — e eles podem ser muito mais agressivos.”
Independentemente da espécie, as formigas dentro de uma colônia se dividem por casta e papel, e as formigas dentro de diferentes castas e papéis têm anatomia ligeiramente diferente. Para o propósito deste estudo, os pesquisadores escolheram as formigas invasoras clonais como espécie porque são fáceis de controlar. Eles usaram formigas de um sexo dentro de uma casta e função (formigas operárias) para garantir a consistência e, portanto, facilitar a observação de padrões generalizados. Uma vez que os pesquisadores tenham uma compreensão mais clara das diferenças neurais entre castas, sexos e papéis, eles poderão compreender melhor exatamente como diferentes cérebros de formigas processam os mesmos sinais.
“Podemos começar a ver como essas representações sensoriais são semelhantes ou diferentes entre as formigas”, diz Hart. Kronauer diz: “Estamos olhando para a divisão do trabalho. Por que indivíduos que são geneticamente iguais assumem tarefas diferentes na colônia? Como funciona essa divisão do trabalho?”
Este trabalho foi financiado pelo Instituto Nacional de Ciências Médicas Gerais dos Institutos Nacionais de Saúde, Instituto Nacional de Distúrbios Neurológicos e Derrame, Instituto Médico Howard Hughes, Fundação Nacional de Ciência e Instituto de Sistemas Neurais Kavli.
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