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Enquanto um apicultor soprando nuvens de dióxido de carbono em uma colmeia para acalmar os insetos é uma imagem familiar para muitos, pouco se sabe sobre seus outros efeitos nas abelhas. Um estudo recente revelou pistas sobre como o composto químico afeta a fisiologia das abelhas, incluindo a reprodução.
A equipe de pesquisa, liderada por um entomologista da Faculdade de Ciências Agrícolas da Penn State, decidiu desvendar como o dióxido de carbono parece contornar a diapausa, uma fase semelhante à hibernação durante a qual as abelhas dormem durante o inverno, para desencadear o processo reprodutivo nas abelhas rainhas.
Os pesquisadores descobriram que o dióxido de carbono primeiro induziu uma mudança no metabolismo, que então desencadeou efeitos secundários na reprodução. As descobertas, publicadas recentemente na Bioquímica e Biologia Molecular de Insetosforam contrários às hipóteses anteriores.
“Anteriormente, acreditava-se que o CO2 afetou diretamente a reprodução, mas este estudo é uma das primeiras evidências mostrando que provavelmente não é esse o caso”, disse Etya Amsalem, professor associado de entomologia. “Descobrimos que o CO2 altera a forma como os macronutrientes são armazenados e realocados no corpo. O fato de que o processo reprodutivo é iniciado é apenas um artefato desses processos.”
Segundo os pesquisadores, o dióxido de carbono é comumente usado por apicultores e pesquisadores para sedar abelhas e outros insetos. Mas, além de induzir um efeito calmante, o dióxido de carbono também pode desencadear uma série de outras respostas fisiológicas.
Por exemplo, enquanto as abelhas rainhas normalmente entram em diapausa durante os meses de inverno antes de iniciar uma nova colônia na primavera, os apicultores e pesquisadores podem usar dióxido de carbono para desencadear o processo reprodutivo das rainhas mais cedo do que aconteceria por conta própria.
Amsalem disse que havia várias razões pelas quais ela e os outros pesquisadores queriam conduzir o estudo. Primeiro, porque o dióxido de carbono é tão amplamente utilizado, ela disse que é importante entender seu modo de ação em insetos, e particularmente em abelhas, onde é uma ferramenta útil para apiários comerciais produzirem colônias para polinização durante todo o ano. Mas o segundo era entender melhor como o uso de dióxido de carbono também poderia influenciar os resultados da pesquisa.
“Sabemos que o dióxido de carbono pode ter muitos efeitos, inclusive no comportamento”, disse Amsalem. “Então, se você está fazendo um estudo sobre os efeitos de uma manipulação específica no comportamento das abelhas e também está usando CO2 como anestésico, o que você está realmente estudando – o efeito de sua manipulação ou o efeito do CO2?”
Para o estudo, os pesquisadores realizaram duas fases de experimentos. No primeiro, os pesquisadores queriam uma melhor compreensão básica dos efeitos fisiológicos do dióxido de carbono nas abelhas rainhas.
Os pesquisadores dividiram as abelhas em dois grupos: um que permaneceu sem tratamento e outro que foi tratado com dióxido de carbono. A equipe então examinou as abelhas em três momentos: logo após o tratamento e três e 10 dias depois. A cada momento, os pesquisadores examinaram os ovários e mediram as concentrações de macronutrientes em vários tecidos, o que deu pistas sobre as mudanças na função metabólica ao longo do tempo.
“As rainhas tratadas com CO2 exibiram níveis mais altos de ativação ovariana do que as não tratadas”, disse Amsalem. [a stored form of glucose] e proteína em seus ovários.”
Com essas informações básicas, os pesquisadores queriam separar como o dióxido de carbono afetava o metabolismo e a reprodução. Eles usaram dióxido de carbono para tratar dois grupos adicionais de rainhas: um grupo que teve seus ovários removidos e outro que foi tratado com um antagonista do hormônio juvenil.
Os pesquisadores explicaram que esse antagonista reduz os níveis do hormônio juvenil, que regula a reprodução e acelera o metabolismo, nas abelhas. Os cientistas suspeitaram que esse hormônio é importante para a maneira como o dióxido de carbono pode afetar a fisiologia dos insetos.
Desta vez, eles descobriram que as abelhas que tiveram seus ovários removidos experimentaram uma mudança semelhante em macronutrientes para as abelhas do grupo de controle que ainda tinham seus ovários. Os pesquisadores disseram que isso sugere que o dióxido de carbono afeta o metabolismo primeiro, já que as abelhas sem seus órgãos reprodutivos ainda experimentam o mesmo efeito.
Além disso, as abelhas tratadas com o inibidor do hormônio juvenil não exibiram esses efeitos metabólicos, o que os pesquisadores disseram confirmar o papel desse hormônio na mediação dos efeitos do dióxido de carbono.
Amsalem disse que as descobertas são importantes para entender não apenas como o dióxido de carbono afeta as abelhas, mas todos os insetos.
“CO2 tem muitos impactos diferentes sobre os insetos, então, como cientistas, estamos tentando encontrar um efeito que todos eles têm em comum, para que possamos encontrar o processo ou mecanismo preciso que está criando esses efeitos”, disse ela. “Por exemplo, afeta positivamente a reprodução em abelhas, mas pode inibi-lo em outros insetos. Não é consistente na forma como afeta a reprodução. Mas achamos que é consistente na forma como afeta o metabolismo”.
Katherine Barie, ex-aluna de pós-graduação da Faculdade de Ciências Agrícolas, e Eran Levin, pesquisador da Universidade de Tel Aviv, também participaram desse trabalho.
O Fundo Binacional de Pesquisa e Desenvolvimento Agrícola Estados Unidos-Israel ajudou a apoiar esta pesquisa.
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