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‘Remar cedo e com frequência’ é a chave para um jardim produtivo. Curiosamente, certas espécies de formigas também são jardineiras ávidas, uma prática que aperfeiçoaram ao longo de 50 milhões de anos. Eles também removem ervas daninhas de seus jardins subterrâneos de fungos, mas como eles sabem o que eliminar tem sido um mistério. Agora, uma equipe multidisciplinar de cientistas relata no PNAS, em 15 de junho, como as formigas distinguem os fungos bons dos ruins.
As pessoas confiam na visão para identificar as ervas daninhas, mas as formigas cultivam fungos no subsolo no escuro e devem ter outras maneiras de sentir os habitantes indesejáveis do jardim. Uma equipe liderada por Jonathan Klassen, Ph.D., da Universidade de Connecticut e Marcy Balunas, Ph.D., da Universidade de Michigan descobriu que as formigas farejam fungos doentes detectando produtos químicos chamados peptaibols.
A equipe se concentrou nas espécies de formigas Trachymyrmex septentrionalis cujo habitat segue o ecossistema árido de pinheiros de Long Island até o sul até o leste do Texas. Trachymyrmex as formigas cultivam seus fungos abaixo do solo e os alimentam com detritos orgânicos frescos. O fungo age quase como um intestino externo para a colônia de formigas; o fungo cresce ao redor da comida fresca colocada sobre ela em forma de favo de mel, produz comida digerida para as formigas à medida que cresce e então secreta resíduos.
A estudante de pós-graduação do Klassen Lab, Katie Kyle, co-primeira autora do artigo, infectou experimentalmente ninhos de formigas com Trichodermaum fungo causador de doenças de ocorrência natural que infecta os jardins das formigas e descobriu que as formigas começaram a trabalhar horas extras para remover a infecção dos formigueiros, aumentando a produção de resíduos.
Durante o inverno, enquanto as formigas estavam dormentes, a equipe analisou os biomas fúngicos de vários ninhos de formigas diferentes coletados em diferentes locais e encontrou Trichoderma em todos eles.
A co-primeira autora Sara Puckett, Ph.D., recém-formada no laboratório UConn dos Balunas, preparou extratos de Trichoderma contendo os compostos orgânicos do fungo para determinar se a capina foi desencadeada por um ou mais desses compostos ou simplesmente pela presença das células do patógeno.
“Estávamos curiosos para ver se as formigas estavam capinando por causa de compostos produzidos pelo fungo infectante”, disse Balunas.
A equipe encontrou o Trichoderma extrato, quando aplicado ao jardim de fungos, enviou as formigas para uma atividade frenética de capina tão real Trichoderma infecções tiveram.
Trabalhando com cientistas da Universidade da Califórnia, San Diego e da Universidade da Carolina do Norte, Greensboro, eles descobriram que os ninhos continham peptaibols, uma família de compostos conhecidos por serem produzidos por Trichoderma. No entanto, descobrir quais peptaibols específicos estavam causando a capina das formigas provou ser mais desafiador, uma vez que esses extratos continham muitos compostos.
Os pesquisadores testaram peptaibols puros, incluindo dois novos compostos chamados tricokindins VIII e IX.
Acontece que todos os peptaibols testados causaram algum nível de capina de formigas, uma descoberta que implica que pode não ser um peptaibol em particular, mas sim que todo o conjunto de peptaibols pode induzir as formigas a capinar seu jardim.
“Esta suíte de Trichoderma compostos que induzem o comportamento das formigas contrasta com muitos outros produtos naturais cuja atividade pode ser frequentemente atribuída a um composto”, diz Balunas.
Embora seus dados apoiem os peptaibols como um sinal para remover ervas daninhas, não está claro o que exatamente as formigas estão percebendo. Pode ser que o invasor Trichoderma o fungo produz os peptaibols e as formigas os detectam e depois colhem ervas daninhas, observam os pesquisadores. Ou talvez as formigas estejam detectando uma resposta secundária do próprio jardim de fungos.
O próximo passo é descobrir os detalhes da comunicação formiga-fungo, diz Klassen.
“Talvez o fungo esteja sinalizando ‘estou doente’. Talvez o fungo esteja detectando os peptaibols. Precisamos aprofundar a cadeia de sinalização”, diz Klassen.
As descobertas destacam um dos poucos sistemas conhecidos em que um animal responde a uma doença de seu parceiro simbiótico benéfico em vez de uma doença de seu próprio corpo, um fenômeno que Balunas e Klassen estão chamando de resposta de defesa estendida e que eles esperam ansiosamente. continuando a se separar.
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