.
As formigas são um modelo perfeito para estudar a cooperação, especialmente quando se trata de prevenir a propagação de doenças. Semelhante a um hospital, os indivíduos saudáveis cuidam dos doentes. No entanto, embora um hospital tenha estabelecido regras de triagem para determinar quem tratar primeiro, as decisões individuais que, em última análise, formam a higiene coletiva de uma colônia de formigas não são claras. Até agora.
Para desvendar a tomada de decisão de uma formiga individual ao tratar membros da colônia, a bióloga experimental Sylvia Cremer e sua equipe de pesquisa no ISTA se uniram ao colega e físico teórico Gašper Tkačik e à matemática Katarína Boďová da Universidade Comenius em Bratislava. Em seu estudo multidisciplinar publicado na revista Natureza Comunicaçõesos cientistas usaram formigas de jardim e germes fúngicos para entender quais informações as formigas levam em consideração ao realizar suas escolhas individuais de higiene.
A observação do comportamento das formigas e a análise da carga de esporos – a quantidade de esporos fúngicos – de cada membro da colônia ao longo do tempo revelou que as formigas visam preferencialmente o companheiro de ninho mais infeccioso para a limpeza. Além disso, as formigas não limpam outras formigas logo após elas mesmas terem sido escovadas. As formigas, portanto, não apenas avaliam o nível de contágio dos outros, mas também são sensíveis ao feedback social que recebem sobre sua própria infecciosidade da colônia. Essa combinação única de regras simples leva ao fato de que os membros mais infecciosos da colônia são tratados pelos membros menos infecciosos da colônia, resultando em um controle de doenças altamente eficiente no nível da colônia.
O trabalho em equipe faz o sonho funcionar
As formigas sociais são mestras na defesa cooperativa de doenças, o que dá origem à proteção no nível da colônia chamada “imunidade social” – o esforço coletivo para reduzir o risco de doenças e transmissão em toda a colônia. Estudos anteriores descreveram como os membros da colônia cuidam uns dos outros, em particular limpando germes e esporos de companheiros de ninho infectados e pulverizando-os com produtos químicos desinfetantes. Mas como eles sabem quem devem preparar?
Formigas visam os membros mais infecciosos da colônia
Para responder a essas perguntas, os cientistas colocaram formigas em um ambiente experimental com dois membros da colônia, cada um carregando em seu exterior uma quantidade diferente de esporos de fungos. As formigas aliciadoras poderiam então decidir como administrar seus cuidados de saúde entre as duas colônias companheiras de ninho. Após cuidadosas observações comportamentais, Barbara Casillas, ex-aluna de doutorado do grupo Cremer, detectou um fenômeno fascinante nos padrões de higiene das formigas.
As formigas visam preferencialmente os indivíduos que carregam a maior quantidade de esporos, que são os indivíduos que representam o maior risco de doenças para a colônia. “As formigas normalmente escolhem aquele com a carga de esporos mais alta, embora as cargas de esporos mudem constantemente devido à própria limpeza”, explica Cremer. “Isso permite que as formigas reajam dinamicamente às mudanças na ameaça de doenças”.
Teoria para entender o comportamento das formigas
No entanto, as abordagens experimentais têm seus limites. Os cientistas puderam observar o que as formigas estão fazendo, mas não conseguiram decifrar por que estão fazendo isso. A tomada de decisão individual que forma o comportamento do grupo permaneceu uma caixa preta. A matemática Katarína Bo?ová, professora assistente da Universidade Comenius e Gašper Tkačik, físico teórico da ISTA, aceitaram o desafio em conjunto.
Juntos, a equipe desvendou quais informações as formigas usam em suas decisões sobre quando se engajar na limpeza e quem atingir. Boďová explica: “As formigas seguem uma ‘regra de ouro’ simples: quando encontram outra formiga com muitos esporos, é mais provável que cuidem dessa formiga”. Isso significa que as formigas não precisam se lembrar da carga de esporos de todos os membros da colônia, mas podem confiar apenas nas informações que coletam do contato com as formigas ao seu redor.
No entanto, o sistema não é perfeito. Às vezes, as formigas também cuidam do indivíduo menos infeccioso. Mas os muitos pequenos preconceitos em relação à limpeza de formigas com maior quantidade de fungos infecciosos realizados por todos os membros da colônia se acumulam para uma escolha clara e limpeza eficiente no nível da colônia. As formigas podem reagir a diferenças mínimas nas cargas de esporos, mas tomam decisões mais precisas quando a discrepância é maior.
“Ainda não sabemos como as formigas sentem a diferença na carga de esporos. Talvez as formigas mais infecciosas tenham um cheiro de fungo mais forte”, acredita Cremer. A recente publicação do grupo sugere que o ergosterol – um composto essencial da membrana que todos os fungos possuem – pode ser uma possível pista para a detecção de fungos.
Formigas infecciosas não participam da limpeza
As abordagens teóricas também revelaram que outro fator importante é relevante para a atividade de catação de uma formiga: a sensibilidade da formiga às dicas sociais dadas por suas companheiras de formigueiro. Cremer explica isso como um ciclo de feedback social que impede que indivíduos altamente infecciosos cuidem de outras pessoas e, assim, limita o risco de propagação da doença durante o cuidado. Mais do que uma interessante observação do comportamento das formigas, esta publicação busca entender a tomada de decisão individual dentro da colônia. Cremer resume: “Ao nos unirmos a nossos colegas que fazem ciência teórica, conseguimos abrir a caixa preta da tomada de decisão individual em imunidade social e defesa cooperativa de doenças”.
Informações sobre estudos em animais
Este estudo utilizou uma espécie de formiga não protegida. A coleta das formigas no campo, a criação em laboratório e todo o trabalho experimental estão de acordo com a legislação europeia e austríaca e as diretrizes éticas institucionais.
.
