23 DE MAIO DE 2022

Uma família de cupins atravessa os oceanos do mundo há milhões de anos

pelo Instituto de Ciência e Tecnologia de Okinawa

Os pesquisadores coletaram amostras de cupins de madeira seca de todo o mundo. Os números listados neste mapa são o número de amostras coletadas de cada área. Crédito: OIST

Os cupins são um tipo de barata que se separou de outras baratas há cerca de 150 milhões de anos e evoluiu para viver socialmente em colônias. Hoje, existem muitos tipos diferentes de cupins. Alguns formam grandes colônias com milhões de indivíduos, que tendem a viver em túneis conectados no solo. Outros, incluindo a maioria das espécies conhecidas como cupins de madeira seca, formam colônias muito menores de menos de 5.000 indivíduos e vivem principalmente em madeira.

Pesquisadores da Unidade de Genômica Evolutiva da Universidade de Pós-Graduação do Instituto de Ciência e Tecnologia de Okinawa (OIST), juntamente com uma rede de colaboradores de todo o mundo, mapearam a história natural dos cupins de madeira seca - a segunda maior família de cupins - e revelaram uma número de viagens oceânicas que aceleraram a evolução de sua diversidade. A pesquisa, publicada na Molecular Biology and Evolution , esclarece de onde os cupins se originaram e como e quando eles se espalharam pelo mundo. Também confirma que algumas espécies , nos últimos séculos, pegaram carona com humanos para chegar a ilhas distantes.

"Os cupins de madeira seca, ou Kalotermitidae, são muitas vezes considerados primitivos porque se separaram de outros cupins muito cedo, cerca de 100 milhões de anos atrás, e porque parecem formar colônias menores", disse o Dr. Aleš Buček, pesquisador de pós-doutorado do OIST e principal autor. do estudo. "Mas muito pouco se sabe sobre esta família."

Dr. Buček continuou explicando como, antes deste estudo, havia muito poucos dados moleculares sobre a família e a pouca compreensão das relações entre as diferentes espécies que se conhecia era baseada em sua aparência. Pesquisas anteriores se concentraram em um gênero dentro da família que contém espécies comuns de pragas, frequentemente encontradas dentro das casas.

Ao comparar os genomas mitocondriais de 120 espécies de cupins de madeira seca, os pesquisadores construíram uma árvore genealógica abrangente, revelando insights sobre como os cupins se diversificaram e se espalharam pelo mundo. Crédito: OIST

Para obter conhecimento abrangente, os pesquisadores coletaram centenas de amostras de cupins de madeira seca de todo o mundo durante um período de três décadas. Desta coleção, selecionaram cerca de 120 espécies, algumas das quais representadas por múltiplas amostras coletadas em diferentes locais. Isso representou mais de um quarto da diversidade de Kalotermitidae. A maioria dessas amostras foi levada ao OIST onde o DNA foi isolado e sequenciado.

Ao comparar as sequências genéticas das diferentes espécies, os pesquisadores construíram uma extensa árvore genealógica dos cupins de madeira seca.

Eles descobriram que os cupins de madeira seca fizeram mais viagens oceânicas do que qualquer outra família de cupins. Eles cruzaram oceanos pelo menos 40 vezes nos últimos 50 milhões de anos, viajando da América do Sul até a África, o que, em uma escala de milhões de anos, resultou na diversificação de novas espécies de cupins de madeira seca nos locais recém-colonizados.

"Eles são muito bons em atravessar oceanos", disse o Dr. Buček. "Suas casas são feitas de madeira, então podem funcionar como pequenos navios."

Cupins de madeira seca foram o centro de um estudo publicado recentemente que envolveu três décadas de coleta de amostras e colaboradores de todo o mundo. Ao sequenciar os genomas mitocondriais, os pesquisadores perceberam que essa família fez pelo menos 40 viagens oceânicas nos últimos 50 milhões de anos. Crédito: Aleš Buček

Os pesquisadores descobriram que a maioria dos gêneros se originou no sul da América e se dispersou de lá. Leva uma escala de milhões de anos para uma espécie se dividir em várias após uma mudança. A pesquisa também confirmou que, mais recentemente, as dispersões foram amplamente mediadas por humanos.

Além disso, este estudo colocou em dúvida a suposição comum de que os cupins de madeira seca têm um estilo de vida primitivo. Entre as linhagens mais antigas da família, existem espécies de cupins que não possuem um estilo de vida primitivo. Na verdade, eles podem formar grandes colônias em vários pedaços de madeira que são conectados por túneis subterrâneos.

"Este estudo só serve para destacar o quão pouco sabemos sobre cupins, a diversidade de seus estilos de vida e a escala de suas vidas sociais", afirmou o Prof. Tom Bourguignon, pesquisador principal da Unidade de Genômica Evolutiva da OIST e autor sênior do estudo. “À medida que mais informações forem coletadas sobre seu comportamento e ecologia, poderemos usar essa árvore genealógica para descobrir mais sobre a evolução da sociabilidade em insetos e como os cupins foram tão bem-sucedidos”.

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Explorar mais

Ascensão dos reinos de clones de cupins oferece pistas para conter invasões

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Mais informações: Aleš Buček et al, Molecular Phylogeny Reveals the Past Transoceanic Voyages of Drywood Cups (Isoptera, Kalotermitidae), Molecular Biology and Evolution (2022). DOI: 10.1093/molbev/msac093

Informações da revista: Biologia Molecular e Evolução 

Fornecido pelo Instituto de Ciência e Tecnologia de Okinawa 

A linguagem química dos insetos

No interior das colônias, abelhas e formigas se reconhecem e se organizam por meio de compostos que recobrem seus corpos

CARLOS FIORAVANTI | ED. 260 | OUTUBRO 2017

Revista Pesquisa FAPESP

Podcast: Fabio Santos do Nascimento

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Como os insetos sociais – abelhas, vespas, formigas e cupins – se reconhecem, organizam-se e dividem as tarefas na completa escuridão de suas colônias? Em 2003, ao planejar sua pesquisa de pós-doutorado na Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo (FFCLRP-USP), o biólogo Fábio Santos do Nascimento verificou que as análises genéticas e os estudos de comportamento não ofereciam uma resposta satisfatória para essa pergunta.

Em busca de alternativas, ele começou a estudar um grupo de compostos químicos produzidos pelos insetos, os hidrocarbonetos cuticulares (HCCs), que chamavam a atenção também de grupos de pesquisa dos Estados Unidos e da Europa.

Nascimento e o químico Norberto Peporine Lopes, professor da Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto (FCFRP) da USP, logo observaram que os HCCs indicam se a abelha, vespa, formiga ou cupim é macho ou fêmea, operária ou rainha. Cada indivíduo, espécie e colônia apresenta sutis variações na composição dos HCCs que as diferenciam. Esses compostos se mostraram fundamentais também para a divisão de tarefas entre as castas e a coesão das colônias. 

Ao liberar HCCs, as rainhas indicam que estão férteis e inibem o ímpeto de acasalamento das operárias, de acordo com um estudo do grupo da USP publicado em junho de 2017 na revista Nature Ecology & Evolution. “É a sinalização química induzida pelas rainhas que mantém as operárias dedicadas à limpeza e à guarda do ninho ou à busca de alimentos”, conta Nascimento, contratado em 2009 como professor da FFCLRP. As equipes de Ribeirão Preto verificaram também que as rainhas de abelhas Melipona scutellaris espalham HCCs sobre os compartimentos em que depositam seus ovos, sinalizando que as operárias não devem mexer ali.

Produzidos por glândulas subcutâneas, os HCCs formam a cera amarelada que reveste o esqueleto externo dos insetos. São substâncias formadas apenas por átomos de carbono e hidrogênio organizados em longas estruturas lineares com ligações simples ou duplas entre os carbonos. “A posição das ligações duplas entre os átomos de carbono varia segundo a espécie ou o gênero dos insetos”, diz Lopes. “E a variação nas estruturas dessas moléculas permite o reconhecimento de indivíduos da mesma colmeia e torna possível o dialeto entre eles.” Em 2003, quando começou a trabalhar com Nascimento, seus equipamentos de análise química caracterizavam hidrocarbonetos com até 40 carbonos, mas agora uma nova técnica de espectrometria de massa adotada em seu laboratório permite a identificação de compostos de cadeia ainda mais longa, com 60 carbonos, que também se mostraram diferentes entre machos e fêmeas e entre rainhas e operárias.

Contato revelador
 
Essa forma de comunicação depende do contato físico entre os insetos. Uma formiga, por exemplo, reconhecerá que outra formiga é da mesma espécie ou da mesma colônia tocando seu corpo – principalmente a cabeça – com as antenas, dotada de poros ou receptores próprios para a identificação dos HCCs. Por essa razão é que os mais de mil HCCs já identificados são chamados de feromônios superficiais ou de contato. Essa classificação os diferencia dos feromônios sexuais, liberados no ar pelas fêmeas aptas a procriar.

“Nas colmeias, os insetos sociais se comunicam principalmente através de sinais químicos”, informa Lopes. “Fora da colônia, a primeira forma de comunicação entre as espécies é a visual. Se um inseto da mesma espécie ou de outra tentar invadir o formigueiro, as formigas vão reconhecê-lo como inimigo e o atacarão de imediato.” Quando há luz, as vespas Polistes satan se reconhecem também por meio de sinais peculiares em suas faces, de acordo com um estudo conduzido pela bióloga Ivelize Tannure Nascimento, da USP de Ribeirão Preto, e publicado em 2008 na Proceedings of the Royal Society B.

© LÉO RAMOS CHAVES

A formiga Dinoponera australis reconhece, por meio de compostos químicos captados pela antena, se outra da mesma espécie é macho ou fêmea

Dois dias depois de saírem do ovo, as vespas já produzem o HCC característico da colônia, por causa do contato com os outros integrantes do grupo. A composição dessas substâncias pode mudar, em resposta, por exemplo, à variação na dieta. Sob a orientação de Nascimento, o biólogo Lohan Valadares dividiu uma colônia de saúvas em dois grupos e alimentou um com folhas e pétalas de rosa e outro com folhas de extremosa (Lagerstroemia sp.), árvore de flores rosa usada na arborização urbana. Depois, ele colocou as formigas de um grupo em outro. As que chegavam eram hostilizadas. As análises indicaram que o cheiro das formigas tinha mudado depois da alteração da dieta. “Como o perfil químico dos hidrocarbonetos cuticulares se alterou, as formigas que faziam parte de uma mesma colônia deixaram de se reconhecer”, comenta Nascimento.

A habilidade de produzir esses compostos deve ter surgido antes mesmo de os insetos começarem a viver em colônias, há cerca de 100 milhões de anos. Os biólogos Ricarda Kather e Stephen Martin, da Universidade de Salford-Manchester, Inglaterra, examinaram o perfil químico dos HCCs de 241 espécies de insetos, incluindo 164 de hábitos sociais, da ordem Hymenoptera — a maior desse grupo, com 130 mil espécies. Como detalhado em um estudo de 2015 na Journal of Chemical Ecology, espécies solitárias apresentaram um perfil de HCCs tão complexo quanto o das sociais.

Outro grupo da Inglaterra indicou que as antenas – ao menos as das formigas Iridomyrmex purpureus – não apenas recebiam, mas também transmitiam sinais químicos, desse modo ampliando a conclusão do psiquiatra e entomologista suíço Auguste-Henri Forel (1848-1931). No final do século XIX, Forel mostrou que as antenas funcionavam como órgãos capazes de captar sinais químicos ao remover as antenas de quatro espécies de formigas e observar que os insetos se desorientavam e amontoavam-se, independentemente da espécie.

Formigas desnorteadas
 
Sem HCCs, do mesmo modo, os insetos ficam desnorteados e a organização social se quebra. No laboratório de comportamento e evolução da Universidade Rockefeller, nos Estados Unidos, a equipe do biólogo Daniel Kronauer desativou o gene orco, responsável pela produção de receptores dos HCCs, em formigas da espécie Ooceraea biroi, originária do Japão. Assim que saíam da fase larval e tornavam-se adultas, as formigas geneticamente alteradas mostravam de imediato um comportamento incomum para a espécie: não andavam mais em linha, mas se moviam sem direção, a esmo, como detalhado em um artigo de dezembro de 2016 na revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Os pesquisadores observaram também mudanças nas estruturas cerebrais das formigas, o que indicou que os insetos precisariam dos receptores de odor para o cérebro se desenvolver corretamente.

Os HCCs explicam comportamentos intrigantes dos insetos sociais – e não só o fato de viverem se tocando com as antenas. “Depois de se sujarem ou saírem da água, as formigas se limpam ou se enxugam com as pernas como forma de recuperar a camada de hidrocarbonetos que cobre seu corpo. De outro modo, os guardas da colônia não os reconheceriam e não os deixariam entrar”, exemplifica Nascimento. Outro mistério resolvido se refere ao fato de as abelhas operárias da espécie Melipona scutellaris decapitarem as rainhas virgens com sete dias, quando poderiam atrair os machos interessados na cópula. Tocando o corpo – principalmente a cabeça – das rainhas virgens, as operárias percebem que o HCC delas é diferente do das rainhas fecundas. A percepção dessa diferença induz à matança, concluiu o biólogo Edmilson Souza, professor da Universidade Federal de Viçosa, em Minas Gerais. Não haveria grandes danos à colmeia porque as rainhas das colônias de abelhas sem ferrão como a uruçu produzem com frequência ovos que originam rainhas.

Ao unirem biologia e química, esses estudos estão complementando os trabalhos sobre genética das abelhas, iniciados pelo geneticista paulista Warwick Kerr na década de 1950, e os de biologia do comportamento de insetos sociais, com a bióloga Vera Imperatriz Fonseca, a partir da década de 1970, e exigem uma visão multidisciplinar dos pesquisadores. “Aqui no laboratório”, conta Nascimento, “todo aluno e pesquisador, mesmo sendo biólogo, tem de ser um pouco químico, aprender a usar o cromatógrafo e a interpretar os resultados que produzirem”.

© RHAINER GUILLERMO FERREIRA / UFSCAR

Uma rede de canais, as traqueias…

As asas vivas de uma libélula
Encontrada no Cerrado e conhecida como morpho por sua semelhança com um gênero de borboletas predominantemente azuis, a libélula Zenithoptera lanei pode ter se tornado o primeiro caso de um inseto adulto com asas constituídas por tecido vivo – e não morto, como se pensava.

O biólogo Rhainer Guillermo Ferreira, professor da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), identificou por meio de imagens de microscopia eletrônica uma rede de canais – as traqueias – em meio às membranas das asas de um azul intenso dessa espécie.

© ANA COTTA / WIKIMEDIA

…contribui para o azul das asas da Zenithoptera lanei

Como detalhado em um artigo publicado em setembro de 2017 na revista Biology Letters, as traqueias têm um diâmetro variando de 3 a 200 nanômetros e devem abastecer com oxigênio as células que produzem uma cera espessa que recobre as asas. Segundo Ferreira, a cera deve refletir a radiação ultravioleta, o que ao mesmo tempo acentua a cor azul das asas e protege o inseto do excesso de luz solar. “Uma das indicações de que as células das asas estão vivas é que o azul perde o brilho rapidamente depois que a libélula morre”, diz ele.

A rede de traqueias deve também contribuir para a sustentação das asas e para o controle da temperatura desses insetos. “Por enquanto, essa espécie é a única com esse tipo de estrutura”, afirma. “Examinamos outras 40 espécies de libélulas e não encontramos nada parecido.”

Projetos
 
1. Avaliação dos mecanismos exógenos e endógenos que influenciam a variabilidade dos hidrocarbonetos cuticulares em insetos sociais neotropicais (nº 15/25301-9); Modalidade Auxílio à Pesquisa – Regular; Pesquisador responsável Fábio Santos do Nascimento; Investimento R$ 191.870,92.

2. Metabolismo e distribuição de xenobióticos naturais e sintéticos: Da compreensão dos processos reacionais à geração de imagens teciduais (nº 14/50265-3); Modalidade Projeto Temático; Pesquisador responsável Norberto Peporine Lopes; Investimento R$ 1.137.805,87.

Artigos científicos

KATHER, R. e MARTIN, S. J. Evolution of Cuticular Hydrocarbons in the Hymenoptera: a Meta-Analysis. Journal of Chemical Ecology. v. 41, n. 10, p. 871-883, 2015.

McKENZIE, S. K. et al. Transcriptomics and neuroanatomy of the clonal raider ant implicate an expanded clade of odorant receptors in chemical communication. PNAS. v. 113, n. 49, p. 14091-6, 2016.

NUNES, T. M. et al. Evolution of queen cuticular hydrocarbons and worker reproduction in stingless bees. Nature Ecology & Evolution. v. 1, 0185, 2017

TANNURE-NASCIMENTO, I.C. et al. The look of royalty: visual and odour signals of reproductive status in a paper wasp. Proceedings of the Royal Society B. v. 275, p. 2555-61, 2008.

GUILLERMO-FERREIRA, R. et al. The unusual tracheal system within the wing membrane of a dragonfly. Biology Letters. v. 13 (5), 20160960, 2017.

Cupins

Ocorrência

Os cupins ocorrem nas áreas tropicais e temperadas do mundo, entre os paralelos 52o N e 45o S. Reúnem-se todos na Ordem Isoptera, com mais de 2000 espécies descritas. Excluídos os fósseis, estão representados nas Américas por 84 gêneros em 5 famílias, com 514 espécies. No Brasil são registradas cerca de 200 espécies, número subestimado visto que existem que ainda não foram detectadas e muitas outras que devem ser descritas. As famílias mais importantes são KALOTERMITIDAE, RHINOTERMITIDAE, SERRITERMITIDAE, TERMITIDAE, TERMOPSIDAE.

Classificação

As espécies conhecidas de cupins estão incluídas em 6 famílias, sendo 1 fóssil.

• Família Mastotermitidae: É a mais primitiva, com uma só espécie viva, Mastotermes darwiniensis Froggatt, que ocorre na Austrália.
• Família Kalotermitidae: Constituída por espécies que vivem em madeira seca, formando pequenas colônias, sem operárias, sendo o trabalho feito pelas formas jovens. Os soldados têm cabeça comprida e mandíbulas denteadas. Os gêneros mais comuns que ocorrem nos estados de Minas Gerais e São Paulo são: Cryptotermes, Neotermes e Rugitermes
• Família Hodotermitidae: Junto com Kalotermitidae é relativamente primitiva em estrutura, porém apresenta hábitos especializados de vida, com as seguintes subfamílias: Cretatermitinae (fóssil), Hodotermitinae, Porotermitinae, Stolotermitinae e Termopsinae. Ocorre na África, Austrália, Europa, Nova Zelândia, América do Norte e América do Sul (apenas no Chile).
• Família Rhinotermitidae: Junto com Serritermitidae é considerada primitiva por ocupar posição intermediária entre as famílias anteriores e a família Termitidae, com as seguintes subfamílias: Coptotermitinae, Heterotermitinae, Psamotermitinae, Rhinotermitinae, Stylotermitinae e Termitogetoninae. Ocorrência cosmopolita.
• Família Serritermitidae: Com uma só espécie, Serritermes serrifer (Bates), que ocorre no Brasil.
• Família Termitidae: É considerada a mais evoluída e inclui cerca de 75% das espécies conhecidas, com as seguintes subfamílias: Amitermitinae, Macrotermitinae, Nasutitermitinae e Termitinae. ocorrência cosmopolita.

Observação - As espécies das cinco primeiras famílias são denominadas cupins primitivos ou inferiores, as espécies da família Tremitidae são chamadas de cupins superiores. No Brasil são encontradas as famílias Kalotermitidae, Rhinotermitidae, Serritermitidae e Termitidae.

Biologia

Características Biológicas 

 

Os cupins são insetos sociais polimórficos que constróem seus ninhos, chamados cupinzeiros ou termiteiros, para proteção da colônia, armazenamento de alimento e a manutenção de condições ótimas para o desenvolvimento dos indivíduos.
Todas as espécies de cupins vivem em colônias mais ou menos populosas (permanentes). As colônias são formadas por castas de indivíduos ápteros e alados. Além das formas jovens, existem duas categorias de formas adultas. A primeira é formada pelos reprodutores alados, machos e fêmeas, que abandonam o cupinzeiro para fundar novas colônias. A segunda categoria é composta por formas ápteras, de ambos os sexos, mas estéreis, são os operários e os soldados. São insetos mastigadores que se desenvolvem por paurometabolia. Os ovos são colocados soltos e as ninfas recém-eclodidas são muito semelhantes nesse primeiro ínstar. A partir do segundo ínstar no entanto elas diferem em dois tipos principais: ninfas de cabeça pequena, que darão origem aos indivíduos da casta reprodutora, e ninfas de cabeça grande, que darão origem aos indivíduos estéreis das castas das operárias e soldados. As operárias são de coloração branca ou amarelo pálida, geralmente desprovidas de olhos compostos e de ocelos. Constituem a maior parte da população do cupinzeiro e desempenham todas as funções da colônia, exceto a da procriação. Os soldados, usualmente cegos, são semelhantes às operárias das quais diferem por terem a cabeça mais volumosa, de coloração marrom amarelada, e as mandíbulas mais desenvolvidas, embora não sirvam para mastigação. A função dos soldados é a defesa da colônia, colaborando também no trabalho das operárias. Em espécies primitivas encontram-se apenas as formas sexuadas e os soldados, sendo que as ninfas funcionam como operárias. 

Características da Anatomia Externa dos Cupins

Cabeça - livre, de forma e tamanho variáveis. Olhos compostos nas formas aladas (com dois ocelos), e atrofiados nas formas áptera. Antenas simples, monoliformes, contendo de 9 a 32 antenômeros, inseridas nos lados da cabeça, acima das bases das mandíbulas. Aparelho bucal mastigador, mandíbulas bem desenvolvidas (principalmente nos soldados).

Tórax - um pouco achatado, pronoto com ou sem projeção anterior em forma de sela, protórax distinto e livre, mesotórax e metatórax unidos. Pernas ambulatóriais, tarsos pequenos de 4 artículos. Dois pares de asas menbranosas, com nervações simples, nos indivíduos alados. Quando em repouso as asas ficam sobre o abdômen.

Abdômen - volumoso, aderente ao tórax, com 10 segmentos, 1 par de cercos no último segmento e 1 par de estilhetes subanais no 9o segmento, geralmente presente em todas as formas, exceto nas formas aladas.

Fundação das Colônias

A fundação de novas colônias inicia-se, de modo geral, com os reprodutores alados que em revoada deixam a colônia-mãe, em igual número de machos e fêmeas (permanecem no termiteiro por até 3 meses antes da revoada). Na época da revoada os alados tornam-se fototropicos positivos e começam a abandonar o termiteiro por aberturas laterais feitas pelas operárias. A época de revoada varia de acordo com a espécie e com a região onde situa-se a colônia-mãe. Geralmente ocorrem no crepúsculo de dias claros ou em dias chuvosos, nos meses de agosto a outubro. O alcance do vôo e pequeno, algumas dezenas de metros, porém maiores distâncias podem ser alcançadas com o auxílio do vento. O primeiro evento, após a aterrissagem dos alados, é a perda das asas, que se quebram ao longo de uma linha basal de menor resistência.
A revoada de cupins difere de abelhas e formigas, pois os cupins alados, ao saírem do ninho, ainda são sexualmente imaturos. A primeira cópula só ocorre após os cupins terem perdido as asas e se estabelecido num local.
Depois de perderem as asas os cupins tornam-se fototrópicos negativos e extremamente tigmotópicos, isto é, necessitam estar em contato com madeira ou o solo. Após esta fase, cada fêmea, com seu macho, formam o casal real, iniciando em seguida a escavação de uma galeria, que termina numa cavidade mais ampla, chamada câmara nupcial, onde após alguns dias ocorre a primeira cópula e a fêmea coloca os primeiros ovos. Cerca de um mês depois, aparecem as primeiras formas jovens, que serão criadas pelo casal real. Quando estas formas jovens começarem a se locomover, o casal real passa a ter apenas a função de procriar e o macho fecunda a fêmea periodicamente; o casal real permanece na câmara nupcial que é alargada pelas operárias para acomodar o corpo da fêmea, cujo abdômen pode atingir até 2.000 vezes o volume do resto do corpo (este fenômeno e conhecido como fisogastria).
A capacidade de postura da rainha é variável com a espécie e a idade da rainha. A taxa de oviposição pode variar de 12 ovos/dia nas espécies mais primitivas a 30.000 nas espécies mais evoluídas. Quanto ao número de indivíduos na colônia, também depende da espécie, cerca de 1.000 indivíduos nas espécies primitivas, podendo chegar a milhões nas espécies mais evoluídas (como as da família Termitidae). 

Alimentação

Alimentam-se de uma grande variedade de produtos de origem animal, como couro, lã, excrementos, e de materiais de origem vegetal como madeira (viva ou morta), raízes de plantas, humos, etc. A digestão da madeira fornece aos cupins as proteínas e os sais minerais necessários, enquanto que a celulose fornece a energia para o seu metabolismo. Como as espécies não são capazes de digerir a celulose, a digestão é feita por microorganismos simbiontes como protozoários (nas espécies inferiores), bactérias e/ou fungos (nas espécies superiores), existentes no intestino posterior. As espécies mais primitivas alimentam-se diretamente da madeira onde nidificam, enquanto que as espécies morfologicamente mais desenvolvidas nidificam no solo, e coletam para sua alimentação madeira morta, gramíneas e outras fontes difusas de celulose. Existem algumas espécies que cultivam fungos utilizando-os para sua alimentação, seu cultivo acontece em pelotas fecais que formam os jardins de fungos, que posteriormente são degradados, no interior do intestino dos cupins, pelo fungo simbionte do gênero Termitomyces.

Tipos de alimentos - Madeira, ervas, gramíneas, serapilheira, húmus, fungos, raízes superficiais e canibalismo e oofagia.

Observação - No início da colônia, o rei e a rainha consomem uma grande quantidade de ovos. As operárias podem controlar a proporção entre as várias castas, através do canibalismo seletivo. As operárias também consomem indivíduos doentes e feridos, podendo ainda armazenar grande número de cupins mortos em galerias externas ao cupinzeiro, provavelmente com o propósito de alimentação.

Diferenças entre Cupins e Formigas

Os cupins frequentemente são chamados de formigas brancas, uma denominação incorreta, pois ocorrem as seguintes diferenças entre eles e as formigas:

CUPINS	FORMIGAS
Ordem - Isoptera	Ordem - Hymenoptera
Desenvolvimento por paurometabolia (ovo-nifas-adulto)	Desenvolvimento por holometabolia (ovo-larva-pupa-adulto)
Corpo mole geralmente de cor clara	Corpo duro geralmente de cor escura
Asas anteriores e posteriores de tamanho e nervação semelhantes	Asas anteriores maiores que as asas posteriores
Abdome séssil, totalmente ligado ao tórax	Abdome peciolado
Antenas monoliformes ou filiformes	Antenas geniculadas
Sem ferrão	Com ferrão no final do abdome
Machos na casta reprodutora permanente	Machos só aparecem na casta reprodutora temporária
Acasalamento após o vôo e é periódico	Acasalamento no Vôo
Operárias e soldados compreendem indivíduos estéreis dos dois sexos	Operários e soldados são fêmeas estéreis

Cupins e a Floresta

Embora os cupins possam ser considerados benéficos, por atuarem na decomposição da matéria orgânica, colaborando assim na ciclagem dos minerais, eles se destacam como organismos mais daninhos às culturas florestais.
Em florestas naturais, as árvores geralmente são tolerantes ao ataque de cupins, mas as florestas plantadas são atacadas, do plantio à colheita, por muitas espécies de cupins que causam danos consideráveis, pois para a implantação dos maciços florestais é necessária a retirada da vegetação, é com a eliminação da cobertura vegetal da camada superior do solo (serapilheira), os cupins que alimentam-se de madeira tem como única fonte de alimento as árvores do plantio.
Os danos em florestas plantadas podem ser muito variáveis. Os eucaliptos por exemplo podem ser afetados desde as mudas plantadas no campo, até árvores adultas. Vários autores citam que não há nada na literatura disponível ou em registros não publicados, fatos que sugiram que os cupins constituam uma séria praga florestal, exceto nos plantios de Eucalyptus spp, ou nos viveiros florestais. Embora os cupins estejam frequentemente associados a danos econômicos em uma floresta, apenas 10% das espécies descritas no mundo podem ser consideradas pragas.
Os cupins, pragas de culturas implantadas podem ser divididos em dois grupos:

• Cupins que atacam mudas, desde o plantio até a idade de um ano conhecidos como cupins das mudas, cupins das raízes ou cupins do colo.
  São a principal praga que afeta o desenvolvimento inicial do eucalipto, destruindo o sistema radicular ou anelando a muda na região do colo. Quando as condições são favoráveis (solo com umidade satisfatória), as mudas podem resistir ao ataque (desde que não ocorra o anelamento da muda), originado calos que darão origem a um novo sistema radicular, acima do que foi destruído, porém, do ponto de visita econômico estas mudas não vão gerar árvores satisfatórias, pois o seu sistema radicular será superficial, originando árvores dominadas. O período de maior suscetibilidade das mudas de E. grandis ao ataque de cupins é de 34 a 76 dias após o plantio no campo, podendo ocorrer 18% de falhas no plantio. O ataque primário de cupins a mudas de Eucalyptus ocorre na raiz apical que é descorticada, o ataque secundário ocorre em raízes de mudas mortas por outros agentes, que ainda permanecem no local do plantio. As plantas atacadas apresentam flacidez e curvamento das folhas terminais, neste estágio não há mais possibilidade de recuperação da planta é a muda pode ser facilmente arrancada do solo. A maioria dos cupins que atacam Eucalyptus não fazem montículos, portanto a ausência de montículos em uma floresta não quer dizer que ela esta livre do ataque de cupins.
  Os danos causados por cupins em Eucalyptus spp. no Brasil, são causados por espécies das famílias Kalotermitidae, Rhinotermitidae e Termitidae.
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• Cupins que atacam árvores formadas (com mais de 2 anos), destruindo o interior da árvore, chamados de cupins de cerne
  O cupim do cerne penetra pelas raízes das árvores e constrói galerias pelo interior do tronco, destruindo o cerne e deixando as árvores ocas. Foi constado que quanto maior o diâmetro das árvores de Eucalyptus spp., maior frequência de árvores atacadas, ataque que varia de 26,3 a 41,3% para árvores com mais de 20 cm de diâmetro. Além disso, como o ataque inicia-se pelas raízes, a brotação dos tocos fica comprometida. algumas espécies podem atacar externamente a casca dos troncos, causando até anelamento de árvores. Por apresentarem danos internos, dificilmente são detectados, normalmente isto só ocorre quando durante a exploração dos plantios. Detectado o dano devem ser tomadas medidas que visem o controle dos insetos durante a reforma dos plantios. Deve ser lembrado que plantas estressadas são mais suscetíveis ao ataque de cupins, portanto o manejo adequado dos povoamentos aliados a tratos silviculturais (desbastes seletivos, adubação, seleção de espécies, prevenção de incêndios, etc), são medidas imprescindível para minimizar o ataque destes insetos.

Principais espécies que causam danos em florestas

Embora várias espécies estejam presentes e causando danos a várias espécies florestais, são consideradas relevantes apenas as que causam danos a plantios comerciais.

• Família Kalotermitidae: Nesta família as espécies Cryptotermes havilandi, Neotermes castaneus e Neotermes wagneri, foram constatadas em plantas como abacateiro, goiabeira, mangueira, tamarindeiro e cacaueiro.
• Família Rhinotermitidae: Nesta família as espécies Coptotermes havilandi e Coptotermes testaceus, foram detectadas atacando árvores como a seringueira e abacateiro. Porém a espécie Heterotermes tenuis, é de importância por ter sido observada atacando árvores vivas de Eucalyptus spp., sendo detectada nos estados do Rio de Janeiro, Minas Gerais, Mato Grosso, Mato Grosso do sul, Pará e São Paulo.
• Família Termitidae: Amitermes sp - Ataca raízes de Eucaliptos.Anoplotermes - Ataca mudas de Eucaliptos (ocorre no Pará, Paraná, Rio de Janeiro e São Paulo).Armitermes euamignatus - Ataca mudas de Eucalyptus spp. (ocorre no estado de São Paulo).Cornitermes cumulans - Ataca raízes de Eucalyptus spp. (ocorre em Minas Gerais, Paraná, Rio de Janeiro, Rio Grande do Sul, Santa Catarina e São Paulo).Procornitermes araujoi - Ataca raízes de Eucalyptus spp. (ocorre em Minas Gerais e São Paulo).Procornitermes striatus - Ataca mudas de Eucalyptus spp. (ocorre em Minas Gerais e Rio Grande do sul).Procornitermes triacifer - Ataca mudas de Eucalyptus spp. (ocorre no estado de São Paulo).Syntermes insidians - Ataca raízes de Eucalyptus spp. em plantios novos (São Paulo).Syntermes molestus - Ataca mudas de Eucalyptus spp. (Bahia, Góias, Minas Gerais, Mato Grosso, Mato Grosso do sul, Pará, Pernambuco, Roraima).Neocapritermes opacus - Ataca raízes de Eucalyptus spp. (ocorre em quase todo o Brasil).

Observação - O gênero Nasutitemes constrói ninhos arbóreos em áreas cultivadas, savanas, campos e florestas. É conhecido por cupim cabeça de negro. Ocorrem em plantios de Eucalyptus spp. a partir dos 9 meses de idade, porém não causam danos as árvores.

Controle de cupins em silvicultura

• Viveiros florestais: Em viveiros florestais recomenda-se endossulfan (35%), na base de 350 g/l, usando-se 5-6 l/ha, o que garante uma proteção de até 7 meses. Em viveiros que utilizam mesas, com mudas em tubetes, o problema dos cupins deixou de existir.
• Mudas novas no campo: O mesmo tratamento recomendado para viveiros tradicionais, isto é, endossulfan (35%) nas linhas das covas de plantio.
  Mergulhar o sistema radicular das mudas, antes do plantio no campo, numa emulsão de endossulfan (35%), na base de 4 ml/planta ou 20 ml/litro, num tanque de 100 l de água. As mudas também podem ser pulverizadas antes do plantio, com cloropirifós ou com um piretróide. As mudas devem ser observado durante 3 a 4 dias se estes produtos não vão causar fitotoxicidade.
  Outra opção seria agregar um carbamato granulado de liberação controlada ao sistema radicular das mudas, antes do plantio, porém este produto não está mais disponível no mercado brasileiro.
• Ataque a troncos: Quando o ataque ocorre numa árvore isolada, deve-se proceder a uma limpeza, removendo a madeira morta da árvore e do solo. Em casos de infestação em várias árvores através de galerias escavadas no solo, devem ser controlados com inseticidas fosforados ou piretróides, introduzidos no tronco por meio de um orifício feito com uma pua.
• Cupins de montículo: Devem ser utilizados inseticidas concentrados emulsionáveis, em mistura com água, perfurando-se o cupinzeiro verticalmente, até atingir a câmara central cartonada (núcleo) e introduz-se a emulsão inseticida. Podem ser utilizados Cloropirifós, fention. Outro método consiste na colocação de pastilhas de fosfina, introduzindo-se 8-10 pastilhas pequenas ou 2 grandes, por cupinzeiro.Para cupins subterrâneos ainda não existem produtos que substituam os clorados, atualmente de uso proibido, que eram recomendados na base de 2-3 g/metro, aplicados no sulco de plantio, isoladamente ou em mistura com adubos. O endossulfam, embora inferior aos produtos clorados, pode ser utilizado com boa eficiência por alguns meses.

Controle de cupins em áreas agro-florestais

Em termos genéricos, para áreas agro-florestais, o combate ao cupim de monte pode ser resumido como segue:

• Aração e gradagem: A preparação anual das áreas para o cultivo agrícola, impedem o surgimento de montículos, que surgem apenas nas áreas onde as máquinas não conseguem chegar.
• Arrancamento do monte ou sua quebra: Atividade árdua, que apresenta poucos resultados, pois o tombamento e a divisão dos ninhos não impede a reorganização da colônia, e muitas vezes pode aumentar a infestação, pois dependendo da espécie a fragmentação pode originar novos ninhos
• Uso de tratores: Processo muito caro, só tem eficiência quando os montes são arrancados e fragmentados.
• Agrotóxicos: Vários produtos podem ser utilizados, entre eles: Cloropirifós; endossulfan; abamectina, etc. O cupinzeiro deve ser perfurado com uma varão de aço, para aplicação do produto. O canal para aplicação do produto não deve ser fechado, se o inseticida não tiver a eficiência desejada, os cupins irão fechar o canal.
• Fungos:Podem ser utilizados a Beauveria bassiana e Metarhizium anisopliae, o primeiro no inverno é o segundo no verão.
• Bactérias: Foi constatada a patogenicidade de Bacillus thuringiensis em algumas espécies de cupins, porém sua utilização no campo é restrita devido a baixa sobrevivência no solo.
• Vírus: A patogenicidade de alguns grupos de vírus já foi verificada para cupins, porém o seu potencial de utilização ainda não foi avaliado.
• Extratos vegetais: Existem varias citações sobre o uso de extratos vegetais obtidos de madeiras, no controle ou na prevenção dos danos causados por cupins, porém sem uma avaliação científica.
• Predadores: Vários pássaros, aves domésticas, répteis, anfíbios e mamíferos. Dentre os predadores invertebrados estão as aranhas, vespas, besouros, é principalmente as formigas, que são responsáveis por quase 100% de mortalidade dos alados. Entretanto, esses predadores são considerados oportunistas, pois a ocorrência dos alados é sazonal e de curta duração.
  As demais castas são predadas principalmente por formigas, é muitas vezes por tamanduás e tatus.

Cupins em Cana-de-açúcar

Os cupins subterrâneos constituem-se numa das mais sérias pragas da cultura canavieira, ocorrendo em todos os países onde esta cultura está implantada. O problema de cupins subterrâneos tornou-se ainda mais importante após a proibição do uso de produtos clorados.
Os cupins que ocorrem em cana-de-açúcar, podem ser divididos, pelos hábitos de construir suas colônias, em dois grupos facilmente identificáveis no campo:

• Cupins de montículo (Família Termitidae, gênero Cornitermes, espécie mais comum C. cumulatus), que constróem colônias epígeas com envoltório terroso muito duro. São tidos como de menor importância porque alimentam-se basicamente de material vegetal morto que forrageiam através de galerias subterrâneas, por raramente serem encontrados atacando tecidos vivos da planta e por suas colônias serem destruídos pela frequente mecanização dos solo e pelos tratos culturais da lavoura. Porém podem causar sérios problemas quando a colheita da cana é mecanizada.
• Cupins subterrâneos (Família Rhinotermitidae, espécies mais frequentes Heterotermes tenuis e H. longiceps), cujas colônias se distribuem em galerias difusas no solo, sob rochas, no interior de raízes, troncos e, quando eventualmente deslocam-se em locais expostos, constróem túneis com detritos vegetais, solo e fezes. Alimentam-se de material lenhoso em várias fases de decomposição, sendo comum atingirem partes vitais das plantas, como toletes de cana recém plantados, sistema radicular e entrenós basais de cana em formação, adulta ou soqueiras.

Controle de cupins em cana-de-açúcar

Basicamente os cupins que ocorrem em áreas de canas-de-açúcar, são controlados pelos mesmos métodos utilizados para áreas florestais, ou seja por medidas culturais, químicas ou biológicas

Cupins em Madeira

Os cupins normalmente atacam a madeira pelo caminho mais fácil, deteriorando em primeiro lugar o lenho mais mole da madeira. Depois, quando o lenho mais mole se torna escasso, os cupins deterioram também o mais duro. Esta característica serve para diferenciar o ataque de formigas cortadeiras, as quais não tem preferência sobre o tipo de madeira. Existem cupins de madeira seca, cupins de madeira úmida e cupins subterrâneos.

Cupins de madeira seca

São encontrados em regiões de clima quente e nas áreas subtropicais. Habitam inteiramente a madeira seca (10 a 12% de umidade), não exigindo contato com o solo, iniciando o ataque durante a enxameação das formas aladas, cada par sexuado penetra na madeira através de rachaduras ou de outras aberturas naturais iniciando a escavação para o interior, fechando imediatamente a entrada com partículas da própria madeira.
Os cupins deste grupo se instalam e constituem suas colônias dentro de peças de madeira com baixo teor de umidade. São muito comuns em componentes de telhados, batentes, esquadrias, topos de postes, móveis, pisos, janelas, portas e diversas outras peças de madeira. algumas vezes, o ataque por estes insetos é confundido com ataque por brocas (coleópteros). Embora não tenham colônias muito numerosas, um ataque pode causar sérios prejuízos, uma vez que o mesmo, em geral, sé é detectado quando as partes internas de uma peça estão em adiantado estado de destruição.
Eles constróem inúmeras galerias dentro da madeira, por onde circulam livremente, e produzem pequenos grânulos ovalados (fezes), que são acumulados em uma câmara (cavidade) próxima à superfície da madeira e que, de tempos em tempos, são descarregados para fora da peça atacada, como forma de limpeza das galerias. Em geral o ataque por esse tipo de inseto é detectado pela presença desses grânulos no ambiente.
É conveniente lembrar que o cupim de madeira seca, é uma praga associada às estruturas de madeira montada ou produtos acabados. Raramente estes insetos atacam madeiras em serrarias ou nos processos de extração, pois nesses locais a madeira não permanece tempo suficiente, salvo quando ficar estocada por longos períodos, possibilitando a instalação e desenvolvimento de uma colônia, o que é uma tarefa demorada.

Cupins de madeira úmida

Este grupo de cupins ataca exclusivamente madeira com elevado teor de umidade. O ataque ocorre diretamente pelo ar no momento da revoada das formas aladas, e normalmente, não tem contato com o solo. Confinam suas atividades em madeiras em condições abafadas, ordinariamente já apodrecidas, podendo estender suas galerias nas partes de madeiras adjacentes em bom estado de sanidade. No Brasil ainda não existem casos de infestação em construções causada por este grupo de térmitas.
6.3 Cupins subterrâneos
Este grupo de cupins, ocorre naturalmente entre as latitudes 50o n e 50o S, no entanto podem ser proliferados pela ação do homem que transporta madeiras, para todas as partes do mundo. Para que a proliferação ocorra, além dos vetores que os levam para fora de sua área natural, eles precisam ter: fonte de alimento celulósico; umidade adequada; temperatura adequada; características adequadas de solo.
Este tipo de cupim é mais frequente em solos úmidos e arenosos, em regiões quentes contendo alguma forma de alimento abundante. Normalmente ocorrem embaixo de assoalhos com espaços para ventilação deficiente, o que condiciona condições ideais e resíduos de madeira deixados pelo chão. Sua detecção é feita pela presença de pelotes de excrementos, galerias na madeira que não obedecem ao sentido das fibras e dutos que ligam a madeira ao solo.

Controle

• Cupins de madeira seca :Quando o ataque é ameno, as peças de madeira atacada devem ser substituídas por peças não atacadas e tratadas, quando o ataque e severo, é recomendável a fumigação com brometo de metila. Quando são utilizadas madeiras com baixa resistência ao ataque (ex. Eucaliptos e Pinus) de cupins, é recomendável a aplicação de preservantes antes da utilização ou beneficiamento da madeira, podem ser utilizados inúmeros produtos, como por exemplo, o pentaclorofenol.
• Cupins de madeira úmida: Por não se constituírem em insetos que causam prejuízos econômicos, a literatura especializada não recomenda nenhum método preservativo para este tipo de cupim. Porém uma medida que poderia ser adotada seria a retirada dos troncos que oferecem condições para a instalação das colônias.
• Cupins subterrâneos: Por serem subterrâneos, o controle para ser viável, deve ser realizado no solo, através da localização da colônia e aplicação de um produto tóxico. Além disso, é aconselhável a substituição das peças de madeira atacadas por peças não atacadas e tratadas.
  Deve ser lembrado que o mais efetivo do que o controle químico, é a prevenção contra o ataque destes insetos que deve ser feito da seguinte forma: limpeza de todo material celulósico do local da construção; drenagem do terreno; Tratamento químico do solo, onde será feita a edificação; utilização de técnicas de construção adequadas.

Cupins em Áreas Urbanas

Em áreas urbanas, os cupins subterrâneos impressionam por sua versatilidade. Em edifícios altos observou-se que a colônia instalada nos andares mais altos não necessita de contato com o solo, uma vez provida de condições adequadas de abrigo e umidade. São vistos também túneis de cupins construídos embaixo ou em meio ao reboco, em paredes de alvenaria, sendo comum os cupins esburacarem tijolos maciços de barro, nas paredes atacadas. Isto deve-se ao fato de que as edificações urbanas são uma grande fonte de abrigo e alimento para cupins. Normalmente dentro das paredes são colocados muitos componentes de madeira, normalmente sem tratamento preventivo e em contato com o solo, além disso em toda edificação existem enormes aterros onde toda a madeira que sobra da construção e enterrada, facilitando o ataque e proliferação dos cupins, que consequentemente acabam adentrando pelas paredes dos edifícios. Outra porta de entrada dos cupins em meios urbanos é feita através da arborização urbana, pois as árvores que são destinadas a este fim, além de estarem em um ambiente inadequado são plantadas e manejadas de forma totalmente errada, é consequentemente ficam estressadas, possibilitando o ataque dos cupins, que invariavelmente passam para o interior das edificações

Controle de cupins urbanos

Basicamente o controle de cupins urbanos, deve ser feito utilizando-se os métodos citados para o controle de cupins de madeira seca e cupins subterrâneos. Além disso a arborização urbana, implica na escolha correta de espécies para cada tipo de ambiente urbano, de mudas com porte adequado e no espaçamento correto (entre árvores e destas com as edificações), elaboração de covas adequadas para o plantio e sua posterior manutenção, estaqueamento de suporte corretamente aplicado, remoção de brotos e ramos ladrões, e avaliação minuciosa da necessidade de poda e sua correta execução.

Bibliografia

BORROR, J. D. & De LONG, D. M. Introdução Estudo dos Insetos. São Paulo: Editora Edgard Blucher, 653 p. 1969.

CARRERA, M. Entomologia Para Você. 4a edição São Paulo, EDART, 1973.

CARRANO MOREIRA, A. F. Os Cupins: Biologia e Seu Controle. Ministério da Educação e Cultura, Universidade Federal Rural de Pernambuco; Recife, 1979.

GALLO, D. et al. Manual de entomologia agrícola. Ed. Agronômica Ceres. São Paulo, 1978.

GIANNOTI, O. et al.; Noções Fundamentais sobre Pragas da Lavoura no Estado de São Paulo e como combatê-las. O Biológico - Revista dos Técnicos do Instituto Biológico, 1965 - no 11.

MORESCHI, J. C. Biodegradação da Madeira. Universidade Federal do Paraná. Apostila do Curso de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Curitiba, 1998. Material não publicado.

Os bons companheiros

Os bons companheiros

Densidade populacional influencia longevidade de cupins

Francisco Bicudo

Edição Impressa 173 - Julho 2010

© ricardo Solar/ufv

Densidade ideal beneficia sociedade

Durante um trabalho de campo nos anos 1990, Og de Souza precisou fazer uma compra um tanto incomum em São Gotardo, interior de Minas Gerais. Ele entrou às pressas num dos poucos armazéns dessa cidade de 30 mil moradores e pediu mil rolos de papel higiênico. Mas não qualquer um. Precisava de papel sem branqueamento nem perfume, “daquele que ainda traz as letrinhas do jornal com que foi feito”, lembra. O atendente estranhou o pedido, mas Souza preferiu deixar a dúvida no ar. “Se eu explicasse”, diz, “ele não acreditaria”.

De fato é difícil imaginar que o papel teria uso científico: isca para capturar cupins. À custa de muito papel higiênico e um trabalho meticuloso – muitas vezes é preciso analisar a mandíbula ou a forma do tubo digestivo dos insetos para diferenciar uma espécie de outra –, Souza vem ajudando a esclarecer a função dos cupins na reciclagem do elemento químico carbono e os fatores que levam esses insetos devoradores de madeira a escolherem suas fontes de alimento na natureza. “Os cupins são uma espécie-chave para o funcionamento do ecossistema onde vivem e podem gerar mais benefícios do que danos para a agricultura”, afirma Souza, atualmente pesquisador da Universidade Federal de Viçosa (UFV), em Minas Gerais.

O trabalho de Souza também apresenta uma possível resposta para o chamado dilema de Darwin, um paradoxo com o qual o naturalista inglês deparou no século XIX enquanto preparava sua obra A origem das espécies. Naquele momento era difícil explicar como uma situação aparentemente desvantajosa poderia ser favorecida pela seleção natural. Razão de muitos dos estudos com animais que vivem em sociedades grandes e complexas como as das formigas e das abelhas, esse dilema, no caso das quase 2.800 espécies conhecidas de cupins, pode ser assim definido: qual seria o benefício da vida em sociedade se a maior parte dos indivíduos não se reproduz, uma vez que em cada ninho apenas o rei e a rainha procriam e os operários e os soldados são estéreis?

Em parceria com o físico Octávio Miramontes, da Universidade Nacional Autônoma do México, Souza parece ter encontrado uma resposta: a vida em sociedade, por alguma razão não bem compreendida, aumenta a longevidade dos insetos. Individualmente, os cupins estéreis parecem sair perdendo porque não transmitem diretamente suas características genéticas às gerações futuras. Mas se reproduzem de forma indireta quando ajudam os pais a produzir irmãos férteis, com quem partilham parte do genoma – um ganho que é potencializado quando têm grande longevidade.

No Laboratório de Termitologia da UFV, a equipe de Souza conduziu uma série de experimentos com base na premissa de que existe uma densidade de indivíduos que facilita a interação entre eles e favorece a vida em sociedade. Souza usa o exemplo de um passageiro em um ônibus. Se o ônibus está vazio, o passageiro não tem com quem se comunicar. Com o veículo lotado, a pessoa não consegue interagir com todas as outras e surgem grupos menores e fragmentados de relações. Por fim, na chamada situação ideal, existe uma proporção de passageiros que permite a cada um deles trocar informações com todos os outros. “Nossa suspeita era de que a vida em sociedade, em grupos com densidade adequada, de alguma forma permitiria aos cupins viver mais”, explica Souza, que calcula a densidade ideal dividindo a área que um indivíduo ocupa em determinado local pela área total disponível. No caso dos cupins, essa proporção fica entre 0,12 e 0,2: juntos, todos os cupins ocupam no máximo 20% da área.

Num primeiro experimento o grupo de Minas pôs os cupins em tubos de ensaio sem acesso a alimento nem água. Quando permaneciam isolados (um inseto em cada tubo), os cupins sobreviviam por no máximo 100 horas. Em grupo, cada indivíduo podia viver até 250 horas. Durante os testes os pesquisadores não observaram canibalismo, o que poderia explicar a vida mais longa. “Nessa época, ainda não sabíamos qual era a densidade ideal”, conta. “Ajustamos essa variável e consideramos os cenários de superpopulação de cupins no estudo seguinte, que confirmou as vantagens da densidade adequada [proporção adequada de indivíduos num grupo].”

Em outro teste, os pesquisadores aplicaram uma gota de inseticida em cada cupim e separaram os insetos em três grupos distintos: um com poucos indivíduos; outro com a proporção ideal; e um terceiro superpopuloso. No primeiro e no terceiro grupo, o tempo máximo de vida foi de 38 horas. No cenário de boa sociabilidade, os cupins sobreviveram por 46 horas – oito horas a mais que os outros grupos. A equipe de Souza agora investiga os fatores que influenciam a longevidade. “Há indícios de que o contato social dispare processos enzimáticos que, durante certo tempo, reduzem o potencial tóxico do veneno, neutralizando o efeito do inseticida”, diz. Ele acredita que a influência da sociabilidade ideal seja duradoura e relevante, uma vez que foi observada em situações de altíssimo estresse, como de fome e envenenamento.

Contato natural - Embora não se conheçam técnicas para definir a densidade ótima nos cupinzeiros, Souza argumenta que ela também deve existir na natureza. “Há indícios de que esse padrão de agrupamento ocorre em quase tudo, de robôs a formigas.” O pesquisador da UFV acredita ainda que, nas colônias naturais, a densidade oscile o tempo todo em torno do cenário ótimo.

Em um cupinzeiro, uma rainha põe cerca de 80 mil ovos por dia, quase um ovo por segundo. Nesse cenário, operários que vivam oito horas a mais contribuiriam indiretamente para o sucesso reprodutivo da colônia: eles aliviariam o trabalho da rainha, que nesse tempo poderia produzir outros 30 mil ovos. Ao mesmo tempo, a longevidade é também vantajosa para o operário estéril: quanto mais cupins, maior a chance de surgirem irmãos que viram reis e rainhas e passam adiante os genes dos estéreis, resolvendo o dilema de Darwin.

Desse trabalho também surgem possíveis aplicações práticas, como a definição do momento mais adequado para combater os cupins que infestam os armários de casas e apartamentos. “Se há maior tolerância aos inseticidas em grupos com proporção ideal de indivíduos, o mais eficiente seria aplicar medidas de controle quando a população do ninho está acima ou abaixo dessa densidade”, diz Souza.

Mais recentemente o pesquisador de Viçosa conseguiu responder a outra pergunta que o intrigava desde que começou a estudar cupins em 1985: por que no ambiente natural esses insetos infestam alguns troncos mortos e preservam outros? Em busca da explicação Souza iniciou outro experimento em 2004, num terreno vizinho a sua chácara em Coimbra, a sudeste de Belo Horizonte. Ele e a bióloga Ana Paula Albano Araújo, à época sua aluna de doutorado, espalharam rolos de papel higiênico – celulose pura, o principal carboidrato das plantas e fonte de energia para os cupins – sobre o solo. Em alguns desses rolos registraram a presença de formigas, predadoras naturais dos cupins. O objetivo era verificar se a presença desses insetos ameaçadores influenciaria a busca de comida pelos cupins.

No outono, início da temporada de temperaturas mais amenas, os cupins levaram em média 107 dias para se espalhar pelos rolos maiores e 68 dias para colonizar os menores, quando o papel continha formigas. De modo geral, os cupins ocuparam mais rapidamente os rolos livres de perigo (sem formigas) e avançaram mais avidamente sobre os maiores, dominados em apenas 42 dias, ante 66 para ocupar os menores.

No verão a experiência produziu o mesmo padrão. Os cupins gastaram 352 dias para invadir os rolos menores também povoados por formigas e 224 dias para ocupar os maiores. Sem formigas por perto, os cupins agiram mais rapidamente. Novamente ocuparam os rolos maiores em 140 dias, bem antes de dominar os menores, em 220 dias.

© ricardo solar/ufv

Formigas são os principais predadores dos cupins

Na avaliação de Souza, os cupins parecem avaliar a relação entre o custo e o benefício. “A pouca disponibilidade de alimentos não compensa o esforço de colonizar uma área pequena”, explica. E se mostraram atentos aos predadores, preferindo áreas com menor risco.

Prospecção - Os cupins literalmente usam a cabeça para escolher a madeira que consumirão. Eles batem a cabeça contra o bloco de madeira e avaliam as vibrações produzidas, demonstrou Theodore Evans, da Organização de Pesquisa Científica e Industrial da Austrália (CSIRO), em estudo de 2005 na PNAS. “A cabeça deles funciona como uma espécie de sonar”, explica Souza.

Em outro estudo, conduzido em uma área de Mata Atlântica em Conceição da Barra, no Espírito Santo, Souza e a bióloga Fernanda Sguizzatto de Araújo verificaram que, além de gostar de árvores grandes, os cupins preferem as mortas. De acordo com o trabalho, publicado este ano na Sociobiology, a probabilidade de haver galerias de cupins ultrapassava 50% nas árvores mortas cujo tronco alcançava 40 centímetros de diâmetro ou mais. Esse mesmo percentual de infestação só foi observado em árvores vivas com tronco de diâmetro de pelo menos 80 centímetros. As árvores que já morreram podem ser consumidas por inteiro, enquanto nas vivas os cupins só conseguem atacar a casca. “Mais uma vez a disponibilidade de alimento parece influenciar a escolha”, reforça Souza.

Em um desdobramento desse trabalho, Souza conseguiu explicar com mais detalhes o papel que os cupins desempenham no ciclo do carbono, que entra na composição de gases da atmosfera e da matéria orgânica constituinte de plantas e animais. Depois de mortos, os troncos em decomposição se misturam ao solo formando o húmus, que é digerido por bactérias. É um processo lento – calcula-se que um tronco grande leve entre 50 e 100 anos para ser consumido apenas por esses microrganismos –, que os cupins aceleram. Eles consomem a celulose disponível no solo, digerem-na e em seguida liberam carbono para a atmosfera na forma de gás carbônico (CO2), segundo artigo de 2009 no Bulletin of Entomological Research.

A atuação dos cupins na degradação da celulose pode ser facilmente observada pela cor do solo. Ele é mais claro quando as colônias são eficientes no processamento do húmus e marrom- -escuro nas áreas livres de cupins. Como o húmus contém água e outros nutrientes, além de celulose, é interessante que os cupins não o consumam completamente. Ao mesmo tempo, o processamento pelos cupins permite que o carbono volte às plantas como CO2, conforme explica Souza. Esse equilíbrio é importante para a agricultura. “Os índios Kaiapó sabem muito bem disso e usam pedaços de cupinzeiros para adubar covas de cará e de batata- -doce”, conta o pesquisador.

Mais recentemente ele vem se dedicando a analisar outra característica curiosa das colônias de cupins: a convivência harmônica de muitas espécies diferentes desses insetos. Há registros de mais de 1.500 espécies de insetos que vivem em cupinzeiros. Há ainda sete gêneros diferentes de cupins habitando o mesmo ninho, aparentemente sem conflitos. O segredo do contato pacífico parece ser determinado pelo estômago. “As espécies apresentam dietas variadas e não disputam comida”, diz Souza. Ele também suspeita que, não raro, indivíduos de espécies diferentes da que colonizou o cupinzeiro consigam passar despercebidos, graças a uma camuflagem química: um composto exalado pela cutícula (a camada que recobre o esqueleto dos insetos), capaz de enganar os donos do condomínio. Em artigo deste ano na PLoS Biology, pesquisadores da Universidade Harvard, nos Estados Unidos, demonstraram que a diversidade de espécies não está apenas nos túneis dos cupinzeiros: onde há cupinzeiros existe também maior diversidade de plantas e animais. “Os cupins”, afirma Souza, “são importantíssimos para a manutenção da biodiversidade e o equilíbrio ecológico de uma determinada região”.

> Artigos científicos

1. ARAÚJO, F. S. et al. Bottom-up effects on selection of trees by termites (Insecta: Isoptera). Sociobiology. v. 55, n. 3, p. 725-34. 2010.
2. DE SOUZA, O. et al. Trophic controls delaying foraging by termites: reasons for the ground being brown? Bulletin of Ento­mological Research. v. 99, p. 603-09. 2009.