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Enormes enxames de gafanhotos migratórios assumem proporções de desastres naturais e ameaçam o abastecimento alimentar de milhões de pessoas, especialmente na África e na Ásia. Como a oitava das dez pragas bíblicas, o Livro de Moisés no Antigo Testamento já descreve como enxames de gafanhotos escureceram o céu e comeram tudo o que crescia nos campos e nas árvores. Os cientistas suspeitam que o canibalismo entre os gafanhotos contribui para seu comportamento de enxame e, portanto, os enxames se movem constantemente porque os animais individuais estão sempre fugindo de outros da mesma espécie que os perseguem. “Nós nos perguntamos como esses insetos influenciam o comportamento uns dos outros em enormes enxames e se o olfato desempenha um papel importante. Uma base importante para nós foi a pesquisa sobre a formação de enxames de gafanhotos por Iain Couzin do Instituto Max Planck de Biologia Comportamental em Constance”, disse. diz o líder do estudo Bill Hansson, diretor do Departamento de Neuroetologia Evolutiva do Instituto Max Planck, explicando o ponto de partida do estudo.
Os gafanhotos migratórios ocorrem em diferentes fases: Na fase solitária, os insetos vivem individualmente e permanecem na área, enquanto na fase gregária exibem o típico comportamento de enxameação que se enquadra na sua denominação de gafanhotos migratórios. “Na maioria dos casos, os gafanhotos estão na fase solitária, onde evitam o contato físico com os membros da mesma espécie e comem relativamente pouca comida. Se a densidade populacional aumenta devido à chuva e comida suficiente, os gafanhotos mudam seu comportamento em poucas horas; , ver e tocar uns aos outros. Esses três tipos de estimulação aumentam os níveis de serotonina e dopamina no cérebro dos gafanhotos, fazendo com que os gafanhotos solitários se tornem gafanhotos gregários agressivos que são muito ativos e têm um grande apetite. Eles também liberam feromônios de agregação, que eventualmente levam à enxameação e representa uma grande ameaça à produção agrícola. O canibalismo ocorre apenas na fase gregária”, explica o primeiro autor do estudo, Hetan Chang.
Experimentos comportamentais com o gafanhoto migratório Locusta migratoria mostraram que as taxas de canibalismo aumentaram com o número de animais gregários mantidos juntos em uma gaiola. Assim, existe uma relação direta entre a densidade populacional e o comportamento canibal. Para descobrir se gafanhotos gregários emitem odores particulares que não são produzidos na fase solitária, a equipe de pesquisa analisou e comparou todos os odores emitidos por gafanhotos solitários e gregários na fase juvenil. Dos 17 odores produzidos exclusivamente na fase gregária, apenas o fenilacetonitrilo (PAN) revelou ser um sinal de odor que dissuadiu outros gafanhotos em testes comportamentais. Para confirmação adicional da função do PAN, os cientistas usaram gafanhotos geneticamente modificados que não podiam mais produzir PAN. “Mostramos que, à medida que a densidade populacional aumentava, não apenas aumentava o nível de canibalismo, mas os animais também produziam mais PAN. Usando a edição do genoma, conseguimos eliminar uma enzima responsável pela produção desse composto. Isso nos permitiu confirmam seu forte efeito anticanibalístico, porque o canibalismo voltou a aumentar significativamente quando os animais não eram mais capazes de produzir o composto”, diz Hetan Chang.
O maior desafio foi encontrar o receptor olfativo que reconhecesse o PAN. Como os gafanhotos têm mais de 140 genes de receptores olfativos, a equipe de pesquisa teve que clonar o maior número possível de genes e testá-los um por um. Testes em 49 receptores olfativos diferentes usando mais de 200 odores relevantes eventualmente levaram à identificação do receptor olfativo OR70a como um detector altamente sensível e específico de PAN no gafanhoto migratório Locusta migratoria. Experimentos comportamentais com gafanhotos geneticamente modificados cujo receptor OR70a não estava mais funcionando novamente mostraram uma taxa de canibalismo fortemente aumentada, devido ao fato de que o sinal de parada do canibalismo não pode mais ser percebido pelos gafanhotos sem o receptor correspondente.
Um feromônio que controla o canibalismo é uma descoberta absolutamente nova. Como o canibalismo tem um grande impacto na dinâmica do enxame de gafanhotos, uma compreensão fundamental da ecologia populacional desses animais, particularmente o efeito da PAN, abre novas possibilidades de controle de gafanhotos. “Se você inibir a produção de PAN ou a função do receptor, poderá fazer com que os gafanhotos se comportem de maneira mais canibal e potencialmente se controlem dessa maneira”, diz Bill Hansson.
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