Mostrando postagens com marcador formigas. Mostrar todas as postagens
Mostrando postagens com marcador formigas. Mostrar todas as postagens

segunda-feira, 15 de julho de 2019

Formigas que defendem plantas recebem açúcar e proteína

15 de julho de 2019

Peter Moon  |  Agência FAPESP – Os biólogos Laura Carolina Leal e Felipe Passos realizaram uma série de experimentos no sertão da Bahia, uma região de vegetação de caatinga, para verificar a interação das plantas que possuem nectários extraflorais e formigas.

Nectários extraflorais são fontes de açúcar (carboidrato) que as plantas fornecem às formigas em troca do serviço de defesa da planta contra herbívoros. São glândulas de néctar não relacionadas com o processo de polinização da planta e visitadas frequentemente por várias espécies de formigas.
“Diferentemente do que se pensava, descobrimos que o carboidrato é apenas uma das formas de pagamento oferecido pelas plantas em troca do serviço de defesa proporcionado pelas formigas. Outra forma de pagamento são as proteínas que as formigas podem obter ao consumir os artrópodes herbívoros que se encontram disponíveis nas plantas que as formigas visitam”, disse Leal, professora do Instituto de Ciências Ambientais, Químicas e Farmacêuticas da Universidade Federal de São Paulo (Unifesp).

“Esta constatação vai contra a ideia de que o pagamento é só açúcar. Mostra que aquilo que a formiga ganha do herbívoro também importa. Em um ambiente onde alimentos ricos em proteína são mais escassos, com menos artrópodes, verificamos que as formigas podem ser mais agressivas, defendendo sua fonte de alimento e, por consequência, as plantas”, disse à Agência FAPESP.
Resultados do estudo foram publicados no Biological Journal of the Linnean Society. O trabalho teve apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) e da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes).
O foco dos estudos de Leal e Passos gira em torno da investigação das diversas formas de mutualismo que ocorrem na interação entre insetos e plantas. “Mutualismo é a interação entre duas espécies com benefícios dos dois lados. Se não for vantajoso para ambas as espécies, mas só para uma delas, então é parasitismo”, disse.

“Diversos estudos mostraram que formigas nectarívoras expulsam herbívoros e aumentam o sucesso reprodutivo de plantas com nectários extraflorais. Quanto mais importante o néctar extrafloral para as formigas, melhor deve ser para as plantas, uma vez que isso aumentaria a agressividade das formigas ao interagir com herbívoros. Decidimos investigar se o néctar seria mesmo o único pagamento que as plantas fornecem às formigas, uma vez que consumir o próprio herbívoro também pode ser uma vantagem para as formigas”, disse Leal.

Leal e Passos verificaram a hipótese de que a frequência de forrageio por espécies de formigas mais agressivas e a eficiência de defesa de plantas por formigas seriam maiores quando a disponibilidade de carboidratos ou de proteínas para formigas fosse baixa. Isso aumentaria o valor relativo tanto do néctar extrafloral como dos herbívoros para as formigas.

O estudo foi realizado no campus da Universidade Estadual de Feira de Santana, na Bahia. A região tem clima semiárido, com temperatura média anual de 25,2 °C e precipitação média anual de 848 milímetros. A vegetação da caatinga é caracterizada por um mosaico de arbustos espinhosos e florestas sazonalmente secas.

Em Feira de Santana, no início de 2017, os pesquisadores estabeleceram para fins do estudo 19 parcelas de terreno de 16 metros quadrados cada uma, distantes entre elas ao menos 30 metros. As parcelas continham a planta rasteira Turnera subulata, popularmente conhecida como boa-noite, chanana ou flor-do-guarujá. A densidade de T. subulata variou de cinco a 218 exemplares por parcela de estudo.

“Nas áreas estudadas, T. subulata era a principal espécie de planta e a única que continha nectários extraflorais”, disse Leal. Esta planta apresenta um par de nectários extraflorais inseridos no pecíolo e na base das inflorescências. Esses nectários são constantemente visitados por diferentes espécies de formigas que podem defender a planta contra herbívoros.

“A importância relativa de qualquer recurso para animais pode ser influenciada pela abundância desse recurso no hábitat, mas também pelo número de indivíduos que compartilham esse recurso. Portanto, nosso primeiro passo foi quantificar os ninhos de formigas que buscavam alimento em nossas parcelas”, disse.

Para isso, os pesquisadores colocaram cinco iscas mistas de carboidratos e proteínas (sardinha e mel) no solo em cada parcela. Uma isca foi colocada no centro de cada parcela e as outras quatro iscas posicionadas nos vértices, a 3 metros do centro. As iscas permaneceram ativas entre as 7 e as 11 horas (pico de atividade das formigas no local de estudo).

“Esperamos até que as formigas localizassem as iscas e as seguimos de volta a seus ninhos, mesmo quando os ninhos estavam localizados fora de nossas parcelas de estudo”, disse Leal.
Depois de quantificar os formigueiros, os pesquisadores estimaram a abundância local de recursos de proteína e carboidratos para formigas em cada uma das parcelas de estudo. Dado que T. subulata é uma herbácea que ocorre em hábitat aberto, é atendida principalmente por formigas que procuram alimento no solo.

“Registramos 312 ocorrências de 13 espécies de formigas nas plantas do estudo, com a maioria das plantas sendo procuradas por duas ou mais espécies simultaneamente”, disse Leal.
Entre as espécies de formigas, Camponotus blandus foi a mais frequente (42% das ocorrências), seguida de Dorymyrmex piramicus (25,6% das ocorrências). Para essas formigas, os artrópodes mortos do solo são a principal fonte de proteína.

Os pesquisadores utilizaram a biomassa de artrópodes em cada parcela de estudo como aproximação para determinar a disponibilidade de proteína para formigas que frequentam os nectários extraflorais naquelas plantas em cada parcela. Para isso, instalaram cinco armadilhas de queda em cada local de estudo: uma no centro e quatro nos vértices de cada local de estudo.
“As armadilhas de queda permaneceram ativas por 24 horas. Filtramos o conteúdo de cada armadilha e secamos no forno (a 60 °C) por 24 horas. Quanto menor a biomassa seca média dos artrópodes coletados em cada local de estudo, menor a disponibilidade local de proteína para formigas”, disse Leal.

Menos proteínas, mais agressividade 

Para avaliar se a disponibilidade de carboidratos e de proteínas no hábitat afeta a eficiência da defesa de formigas, os pesquisadores observaram o comportamento das formigas que frequentam os nectários extraflorais em relação a um herbívoro simulado.

“Simulamos a presença de um herbívoro na planta usando larvas do besouro-do-amendoim (Ulomoides dermestoides), que leva este nome por ser um predador comum de sementes de amendoim. Colocamos uma larva no ramo mais apical de cada planta focal, na folha que ofereceu a melhor plataforma horizontal para o inseto. Esperamos até a larva ser localizada pelas formigas”, disse Leal.

Em cinco plantas de cada parcela, os biólogos registraram a identidade das formigas presentes e sua eficiência na remoção de herbívoros simulados da planta.
“Quando a larva foi localizada, observamos o comportamento das formigas em direção à larva. Observamos se a larva foi removida da planta, se as formigas pegaram a larva e a levaram para o solo, se a larva foi lançada da planta pelas formigas ou se a larva foi consumida no local onde foi encontrada”, disse Leal.
Segundo a pesquisadora, a probabilidade de interação da planta com espécies de formigas mais agressivas não foi influenciada pelo número de nectários extraflorais ativos ou pela biomassa de artrópodes nas parcelas.

“No entanto, os herbívoros simulados foram removidos com maior frequência em parcelas com menor biomassa de artrópodes. Isso sugere que as formigas, independentemente da espécie, tornam-se mais agressivas em relação a outros artrópodes em locais pobres em proteínas. Consequentemente, esse aumento da agressividade potencialmente aumenta a eficiência com que as plantas portadoras de nectários extraflorais são defendidas contra herbívoros”, disse.

Ao contrário dos carboidratos, os recursos proteicos não são renováveis e são distribuídos aleatoriamente no ambiente. Insetos mortos, por exemplo, não têm padrão previsível de distribuição, sendo encontrados em locais onde os insetos morreram. Uma vez consumidos, esses insetos mortos não podem ser acessados por outras espécies de formigas na comunidade.

“Isso nos leva a propor que as plantas portadoras de nectários extraflorais seriam mais eficientemente defendidas em hábitats pobres em proteínas, independentemente de quanto as plantas investem na interação via secreção de néctar”, disse Leal.

Nesse cenário, até mesmo as plantas que secretam néctar extrafloral de baixa qualidade podem ser defendidas de maneira eficaz contra herbívoros pelas formigas, porque o comportamento das formigas em direção aos herbívoros será impulsionado pela demanda de proteína, e não de carboidratos.

O artigo Protein matters: ants remove herbivores more frequently from extrafloral nectary-bearing plants when habitats are protein poor (doi: https://doi.org/10.1093/biolinnean/blz033), de Felipe C. S. Passos e Laura C. Leal, está publicado em https://academic.oup.com/biolinnean/advance-article-abstract/doi/10.1093/biolinnean/blz033/5475306.

quinta-feira, 20 de setembro de 2018


Larva de mosca usa açúcar como isca para devorar formigas

20 de setembro de 2018

Peter Moon  |  Agência FAPESP – No Cerrado, há muitas espécies de árvores e arbustos com glândulas de açúcar para atrair formigas. Essas glândulas, chamadas nectários extraflorais, produzem gotas de açúcar que as formigas coletam.  
Larva de mosca usa açúcar como isca para devorar formigas Pesquisadores descrevem estratégia até então desconhecida, empregada por larvas de uma pequena mosca para predar formigas em plantas do Cerrado (foto: Mayra Vidal)


“Ao fazê-lo, as formigas acabam patrulhando as folhas da planta contra o ataque de outros insetos, como lagartas, por exemplo. Tudo isso é muito comum. Surpreendente é ver um inseto se aproveitando do mutualismo que existe entre plantas e formigas para predar as formigas. É o que uma pequena mosca carnívora faz”, disse Paulo Sergio Oliveira, professor de Ecologia do Departamento de Biologia Animal da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp). 

A mosca à qual Oliveira se refere pertence à família das drosófilas. Enquanto estudava mutualismos de formigas entre 2008 e 2013, a bióloga Mayra Cadorin Vidal, que foi orientada por Oliveira no mestrado, visitou com colegas uma reserva particular de Cerrado dentro de uma fazenda na região de Itirapina (SP). 

No local, eles notaram pequenas larvas de insetos presentes em alguns nectários extraflorais de uma árvore muito comum no Cerrado chamada pau-terra (Qualea grandiflora). As larvas – que se alimentavam de formigas – eram de uma espécie desconhecida de mosca da fruta.
A “larva comedora de formigas”, como chamada pelos pesquisadores, acabou sendo descrita por Vidal em 2015, nos Annals of the Entomological Society of America. Recebeu o nome Rhinoleucophenga myrmecophaga, do grego myrmex (formiga) e phaga (comer), ou seja, comedora de formigas. 

Em um novo trabalho publicado em julho na revista Environmental Entomology, Vidal descreve o método empregado pelas larvas de R. myrmecophaga para predar formigas do gênero Camponotus, popularmente conhecidas como formiga-de-cupim ou sarassará
Os pesquisadores observaram que as fêmeas adultas da mosquinha depositavam ovos isolados ao lado dos nectários, onde as larvas eclodiram mais tarde. 

“Começamos a investigar como a presença dessas larvas poderia afetar o mutualismo entre formigas e plantas. A princípio, pensamos que as larvas estavam bloqueando o acesso das formigas ao recurso trocado no mutualismo. No entanto, depois percebemos que as formigas estavam presas nos abrigos das larvas”, disse Vidal, atualmente na Syracuse University, em Nova York.
Aquilo que a bióloga presenciou, e que agora ela descreve, é uma estratégia de predação inédita. 
“Essa exploração de um mutualismo de formigas é peculiar, por ser o primeiro caso conhecido de um agente que se aproveita de um recurso oferecido por um parceiro do mutualismo para atrair e comer o outro parceiro”, disse. 
O trabalho contou com apoio da FAPESP por meio do Programa BIOTA-FAPESP.

Arapuca para formigas

No Cerrado, nos meses secos de inverno, os galhos do pau-terra ficam inteiramente sem folhas. No verão, quando chove, o pau-terra encontra-se repleto de folhas verdes. É quando as formigas do gênero Camponotus exibem sua relação de mutualismo com as árvores e arbustos de pau-terra.
É apenas durante o verão que a planta oferece a insetos gotas de açúcar produzidas em nectários extraflorais. Em troca, o pau-terra se aproveita da agressividade das legiões de formigas que patrulham seus galhos e ramos e atacam toda e qualquer lagarta, besouro, pulgão ou percevejo que se atreva a comer as folhas da planta.

O que a mosca carnívora fez foi se intrometer nessa relação. Ao longo de sua evolução, as larvas de R. myrmecophaga acabaram se adaptando para fazer uso do mutualismo que existe entre o pau-terra e as formigas, e predá-las.

"Quando a larva eclode do ovo, ela sobe em cima da glândula de açúcar e lá constrói um abrigo onde irá se desenvolver até a fase adulta, quando então terá se transformado em mosca. Ocorre que o abrigo não é apenas o local do desenvolvimento larval, é também uma armadilha para pegar formigas. Lá dentro, a larva está sempre à espreita”, disse Vidal. 
A pesquisadora conta que o abrigo da larva tem um buraco por onde ela coloca uma gotícula do néctar da glândula da planta. É a isca. A larva fica posicionada bem no meio do abrigo, que é extremamente pegajoso.

Quando as formigas vêm coletar o néctar, ficam grudadas. Ao se debater para tentar escapar, as formigas acabam morrendo de exaustão. Então, a larva utiliza dois ganchos que possui na boca para abrir o exoesqueleto da formiga e devorá-la. 
“A larva come a formiga por dentro. Encontramos diversos exemplos de exoesqueletos vazios que permaneciam grudados aos abrigos das larvas. Em alguns poucos casos, as larvas haviam devorado também vespas, besouros e moscas", disse Vidal.

A bióloga conta que se trata de uma infestação muito comum no Cerrado e que 85% das plantas observadas no estudo estavam infectadas com larvas de R. myrmecophaga. Cada planta tinha em média cinco larvas. 
Oliveira destaca que se trata de um caso raro. “Muito poucos bichos são adaptados para comer formigas, que são agressivas. Elas ferroam, esguicham ácido e são insetos sociais. Onde há uma, sempre existem muitas outras. E todas elas irão se unir para combater um inimigo comum, até matá-lo e recortá-lo para servir de alimento dentro do formigueiro”, disse. 

Em outro estudo, publicado em 2016 na Ecology, Vidal analisou o efeito da presença de R. myrmecophaga nas árvores de pau-terra. Ela observou que as árvores nas quais as formigas gastavam menos tempo eram aquelas que sofriam maior dano, pois eram as menos protegidas contra herbívoros.
Vidal suspeita que possam existir outros exemplos desconhecidos dessa forma de predação de formigas em plantas do Cerrado. 

“Como o Cerrado é rico em formigas e as plantas que contêm glândulas de açúcar são abundantes, as formigas visitam constantemente essas plantas para se alimentar de suas secreções. É possível que outros comedores de formigas especializados ainda venham a ser descobertos”, disse. 

O artigo Natural History of a Sit-and-Wait Dipteran Predator That Uses Extrafloral Nectar as Prey Attractant, de Mayra C. Vidal, Sebastián F. Sendoya, Lydia F. Yamaguchi, Massuo J. Kato, Rafael S. Oliveira e Paulo S. Oliveira (doi: https://doi.org/10.1093/ee/nvy097), está publicado em: https://academic.oup.com/ee/advance-article/doi/10.1093/ee/nvy097/5050820

Veja mais fotos

terça-feira, 17 de julho de 2018

Substâncias relacionadas à ferocidade em abelhas são descobertas: Instituto de Biociências de Rio Claro estuda os insetos desde sua fundação, há 60 anos
 
Peter Moon - Agência Fapesp
 
16/07/2018
 
Pesquisadores paulistas podem ter descoberto a razão pela qual as abelhas africanizadas são tão ferozes. Eles rastrearam substâncias químicas presentes em níveis mais elevados no cérebro de abelhas africanizadas, em comparação com abelhas melíferas e dóceis criadas por apicultores. 
De acordo com estudo publicado no Journal of Proteome Research, tais compostos químicos podem fazer com que abelhas menos agressivas se tornem ferozes. 
Os mesmos compostos haviam sido detectados no cérebro de moscas e camundongos, nos quais eles parecem regular a alimentação e a digestão. Esse é um exemplo de como o comportamento evolui em diferentes espécies usando mecanismos moleculares semelhantes.
A pesquisa foi feita pela equipe do professor Mario Sérgio Palma no Centro de Estudo dos Insetos Sociais do Instituto de Biociências da Universidade Estadual Paulista (Unesp), em Rio Claro. O trabalho tem apoio da FAPESP por meio de um Projeto Temático que integra o programa BIOTA-FAPESP. A linha de pesquisa está relacionada ao estudo do complemento de proteínas dos sistemas animais.
“Estudamos a composição das proteínas dos sistemas glandulares de vespas, abelhas, formigas, aranhas e escorpiões. Determinamos as funções individuais de cada proteína e suas interações moleculares, além de suas estruturas moleculares. Isso inclui os venenos desses animais, bem como sistemas de comunicação química por compostos químicos e a neuroquímica da regulação do comportamento dos artrópodes via sistema nervoso”, disse Palma à Agência FAPESP. 
O estudo visou investigar o mecanismo de produção de neuro-hormônios no cérebro de abelhas. Neuro-hormônios são compostos químicos responsáveis pela regulação do sistema nervoso, com implicações na mediação dos comportamentos sociais desses insetos.
“Queríamos estudar a origem e o metabolismo das proteínas precursoras dos neuropeptídeos no cérebro de abelhas, para entender como eram produzidos tais hormônios. Desejávamos também identificar as regiões do cérebro responsáveis pelas ações daqueles compostos. Para isso, utilizamos o imageamento espectral por espectrometria de massas”, explicou Palma. 
A técnica permite identificar compostos químicos dentro de tecidos, sem necessidade de extratos celulares. O imageamento também permite conhecer a região do cérebro onde tais hormônios estão agindo. “Podemos conhecer a estrutura química dos neuropeptídeos e mapear as regiões do cérebro onde eles agem”, disse. 
Os experimentos foram feitos no apiário do Instituto de Biociências da Unesp, em Rio Claro. “Praticamente todas as nossas colônias são de abelhas africanizadas”, disse Palma. “Trabalhamos com abelhas africanizadas há mais de 20 anos, uma vez que o Departamento de Biologia do Instituto de Biociências da Unesp estuda esses insetos desde sua fundação, há 60 anos.”
Os favos foram levados para o laboratório, onde os indivíduos recém-emergidos foram identificados e marcados com tintas não tóxicas. Após a devolução dos favos às colmeias no apiário, aguardou-se que as abelhas marcadas atingissem a idade desejada para a realização do experimento. 
Quando isso ocorreu, os favos retornaram novamente ao laboratório e as abelhas marcadas com tintas coloridas foram coletadas e utilizadas em experimentos de agressividade.
As abelhas foram colocadas em arenas de observação. Alvos com o formato de esferas de 5 centímetros de diâmetro e recobertas de camurça negra foram penduradas por uma corda diante de cada arena, de modo que, ao serem balançadas, as esferas invadissem a arena onde se encontravam as abelhas marcadas.
“Vários comportamentos de alerta e agressão foram realizados pelas abelhas. Tais comportamentos foram observados e registrados pelos pesquisadores”, disse Palma.
Além dos vários comportamentos agressivos, alguns indivíduos também ferroaram os alvos. Ao fazê-lo, ficaram presos nos alvos por meio do ferrão, que possui fisgas e não pode ser retirado. Esses indivíduos foram coletados, imediatamente congelados em nitrogênio líquido e dissecados. Seus cérebros foram retirados e fatiados. As fatias foram utilizadas nos estudos de análise proteômica – área de biotecnologia que estuda o conjunto de proteínas expressas em uma célula ou tecido.
A equipe da Unesp também coletou abelhas operárias que permaneceram dentro das colmeias durante os ataques, para poder compará-las às outras operárias mais agressivas.
Todas as amostras foram analisadas dentro dos tecidos. Depois elas foram analisadas com o uso de radiação laser, que promove a ionização das proteínas e peptídeos. Esses foram analisados no espectrômetro de massa, capaz de identificar pequenas cadeias de proteínas ou peptídeos, permitindo conhecer sua estrutura química.
“Quando do preparo das amostras na forma de fatias de cérebro, o instrumento cria um padrão virtual de orientação espacial dentro de cada tecido, que permite correlacionar a presença de espectros típicos de cada molécula analisada com a posição espacial dentro do tecido. Assim, identificam-se as moléculas e ao mesmo tempo estimam-se suas concentrações e determina-se sua localização”, disse Palma.
“No final, geram-se imagens dos cortes histológicos, na forma de topografia molecular, e mapas de contorno, assinalando-se as extensões e limites de cada diferente região do cérebro”, disse. 
original-02abelha.jpg
Compostos químicos identificados por pesquisadores da Unesp podem explicar por que abelhas menos agressivas se tornam ferozes. Estudo foi publicado no Journal of Proteome Research (operária de Apis mellifera ferroando o alvo de camurça durante os ensaios de agressividade / fotos: Iago Bueno da Silva/Unesp)

Hormônios e agressão 
Sobre a diferença encontrada entre as abelhas capturadas fora da colmeia e as que permaneceram lá dentro, Palma ressalta que não se trata de local, mas de diferenças observadas entre as abelhas operárias que realizam os vários comportamentos de alarme e agressão (principalmente ferroar o alvo) e aquelas que não se tornam agressivas (mesmo quando estimuladas). 
“O cérebro das abelhas não agressoras apresentou proteínas precursoras intactas, na forma sua não ativa, isto é, que não está estimulando comportamentos agressivos”, disse. 
Por outro lado, o cérebro das abelhas agressoras apresentou somente as formas maduras dessas proteínas. São pedaços menores e ativos das proteínas precursoras, gerados pela ação de enzimas conhecidas como proteases. Esses pedaços menores ainda passam por processo de modificações químicas para se tornarem ativos. Assim se formam os neuropeptídeos ativos, que determinarão o comportamento agressivo nas abelhas. Neuropeptídeos são hormônios que regulam o cérebro e outros tecidos para adaptar o organismo a realizar um conjunto de comportamentos. 
“Na prática, isso significa que os neuropeptídeos sinalizam ao organismo para realizar funções metabólicas, fisiológicas e/ou farmacológicas, preparando o indivíduo para executar um ou mais conjuntos de comportamentos. No caso em estudo, o conjunto de comportamentos foi relacionado à agressão”, disse Palma
“Os neuropeptídeos que encontramos existem com pequenas diferenças estruturais em vários insetos, mas até então eram pouco caracterizados química e funcionalmente. Nas abelhas agressoras, as funções de tais neuropeptídeos foram regular o metabolismo energético, ativar os mecanismos de vigilância e coordenação espacial de voo e estimular a produção de feromônios de alarme”, disse. 
Quando os pesquisadores observaram que os neuropeptídeos estimulavam o comportamento agressivo, eles resolveram sintetizar esses compostos em laboratório, para então injetá-los em operárias jovens – abelhas que supostamente ainda não estavam preparadas para executar comportamentos agressivos. 
“O resultado foi que algum tempo após terem recebidos aplicações dos neuropeptídeos essas operárias passaram a executar comportamentos agressivos. Elas passaram inclusive a ferroar os alvos”, disse o coordenador do Projeto Temático FAPESP.   
Origem da ferocidade
A agressividade em abelhas é desencadeada como parte do mecanismo de defesa da colônia. Tal comportamento se inicia com um conjunto de estímulos físicos e químicos como movimentos bruscos, sons agudos, cores escuras e odores fortes, geralmente associados à presença de intrusos, invasores ou predadores da colônia. Isso desencadeia uma reação em cascata de uma série de processos metabólicos e fisiológicos, para suportar os insetos agressores a executar os comportamentos de alarme e agressão.
“Aparentemente, a primeira reação a tais estímulos leva à maturação dos precursores dos neuro-hormônios no cérebro das abelhas, conduzindo à formação dos neuropeptídeos maduros, que são distribuídos em concentrados e regiões específicas do cérebro”, disse Palma.
“Atuando nos neurônios dessas regiões, esses neuropeptídeos ativam uma série de processos metabólicos e fisiológicos, que resultam nos comportamentos de alarme e agressão e culminam com a ferroada”, disse. 
Os precursores dos neuropeptídeos estão prontos no cérebro das operárias adultas. Mas enquanto elas ainda são jovens tais precursores não são clivados, não podendo resultar em neuropeptídeos maduros ou ativos. 
No entanto, quando as operárias alcançam entre 15 e 20 dias de idade, elas já contam com ferramentas moleculares para catalisar a maturação dos precursores. Daí que, na presença de estímulos físico-químicos ameaçadores, os neuropeptídeos em seus cérebros serão instantaneamente ativados, e as operárias passarão a demonstrar comportamento agressivo.
“Quando injetamos os neuropeptídeos sintéticos em suas formas maduras, as operárias jovens passaram a dispor do neuropeptídeos maduros, que em poucos minutos passaram a ativar as transformações metabólicas e fisiológicas, tornando tais indivíduos aptos a exercer comportamentos agressivos”, disse Palma.
O artigo MALDI Imaging Analysis of Neuropeptides in Africanized Honeybee (Apis mellifera) Brain: Effect of Aggressiveness, de Marcel Pratavieira, Anally Ribeiro da Silva Menegasso, Franciele Grego Esteves, Kenny Umino Sato, Osmar Malaspina e Mario Sergio Palma, está publicado em https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jproteome.8b00098.

quinta-feira, 12 de abril de 2018




 
 A blood-red ant (Formica sanguinea) carries a newly acquired slave (F. fusca).
Kim Taylor/Minden Pictures

How blood-red ants became slave snatchers

Every summer, blood-red ants of the species Formica sanguinea go on a mission to capture slaves. They infiltrate the nest of another ant species, like the peaceful F. fusca, assassinate the queen, and kidnap the pupae to raise as the next generation of slaves. Once the slaves hatch in their new nest, they appear none the wiser to their abduction, dutifully gathering food and defending the colony as if it were their own.

Scientists have long wondered how such slavemaking behavior evolved. Now, new evidence suggests that today’s slave snatchers started out as temporary parasites—ants that laid their eggs in the nests of other species and then used those workers as part-time caregivers for their own offspring.
The evolution of enslavement in Formica ants has long eluded scientists, largely because they didn’t know how species in the genus were related. So Jonathan Romiguier, a molecular biologist at the University of Lausanne in Switzerland, and colleagues sequenced and meticulously mapped the genetic relationships of 15 Formica species to create the most robust family tree to date. The tree includes major branches for slavemakers, species without slaves, and parasitic species that exploit foreign workers on a temporary basis.

The order of those branches tells the story of how enslavement evolved. By tracing their way down to the base of the tree, the researchers gleaned that the ancestors of all Formica ants formed colonies without recruiting slaves.

Parasitic ant species soon arose, in which queens laid their eggs in neighboring nests and enlisted the resident workers to care for their broods. Then another branch diverged, and it was there that the full-blown master-slave relationship was born, the researchers reported late last month in BMC Evolutionary Biology. Because the slavemakers are lumped together with the parasites in their own distinct section of the Formica family tree, Romiguier says he suspects temporary parasitism was a “preadaption” to slavemaking behavior.

Not everyone is convinced. Christian Rabeling, an evolutionary biologist at Arizona State University in Tempe, says that although the study furthers our understanding the evolutionary history of the Formica genus, the family tree included less than 10% of the 175 known species, a major limitation. “The picture is just more complex than they outline in the paper,” he says.

To address that issue, the team redid their analyses with a bigger data set—one that included more species, but lower-quality genetic data. Romiguier says their results still held, but further research is needed to be certain.

Another outstanding question is more basic: How could the ants’ genes have enabled slavery to evolve? Susanne Foitzik, an evolutionary biologist at Johannes Gutenberg University Mainz in Germany who was not involved in the new research, has discovered a few candidate genes in another slavemaking group of ants—the Myrmicinae subfamily. The genes that she has found are involved in creating a chemical disguise that tricks neighboring ants into welcoming slavemakers into their nests. Romiguier is also on the hunt for similar genetic adaptations that have helped some ants foray into the ruthless world of slavemaking.
Posted in:
doi:10.1126/science.aat8547

terça-feira, 12 de dezembro de 2017

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
00:00 / 09:55
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-AnalysisJournal 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 communicationPNAS. 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 dragonflyBiology Letters. v. 13 (5), 20160960, 2017.

segunda-feira, 16 de fevereiro de 2015

Formigas Cortadeiras


Posição Sistemática das Formigas Cortadeiras

Autor – Nilton José Sousa

As formigas cortadeiras estão situadas dentro do reino Animal, Filo Arthropoda, Classe Insecta. 

Segundo THOMAS (1990), este grupo de insetos, é composto de 5 gêneros, dentro da seguinte posição sistemática:

Ordem: Hymenoptera
Subordem : Apocrita
Superfamília : Formicoidea
Família: Formicidae
Sub-família: Myrmicinae
Tribo : Attini
Gênero: Atta
Acromyrmex
Sericomyrmex
Trachymyrmex
Micoceporus

Em função de sua importância econômica no Brasil, as principais pesquisas e publicações sobre formigas cortadeiras estão concentradas nos gêneros Atta e Acromyrmex, conhecidas popularmente pelas denominações de Saúvas e Quenquéns.

OCORRÊNCIA DE FORMIGAS CORTADEIRAS

As formigas cortadeiras do gênero Atta (saúvas), são insetos americanos, não estando presentes na Europa, Ásia, África e Oceania.  

Na América, sua área de dispersão vai do sul dos Estados Unidos até o norte da Argentina. Assim, todos os países americanos compreendidos nesta região têm saúvas, exceto o Chile, algumas ilhas das Antilhas e o Canadá.

O gênero Acromymex é próprio da América, sua distribuição começa na Califórnia (Estados Unidos), seguindo pelo México e continuando pela América Central e por todos os países da América do Sul (exceto Chile), até a Patagônia (Argentina). Ocorre também em Cuba e Trinidad Tobago. 

ESPÉCIES DE FORMIGAS CORTADEIRAS ENCONTRADAS NO BRASIL
a) Gênero Atta
No Brasil o gênero Atta e representado pelas espécies e subespécies, listadas a seguir:
01) Atta bisphaerica Forel, 1908 - “Saúva-mata-pasto”
02) Atta capiguara Gonçalves, 1944 - “Saúva-parda”
03) Atta cephalotes (Lineu, 1758) - “Saúva-da-mata”
04) Atta goiana Gonçalves, 1942 - “Saúva”
05) Atta laevigata (F.Smith, 1858) - “Saúva-de-vidro”
06) Atta opaciceps Borgmeier, 1939 - “Saúva-do-sertão-do-nordeste”
07) Atta robusta Borgmeier, 1939 - “Saúva-preta”
08) Atta sexdens piriventris Santschi, 1919 - “Saúva-limão-sulina”
09) Atta sexdens rubropilosa Forel, 1908 - “Saúva-limão”
10) Atta sexdens sexdens (Lineu, 1758) - “Formiga-da-mandioca”
11) Atta silvai Gonçalves, 1982 - “Saúva”
12) Atta vollenweideri Forel, 1939 - “Saúva”
b) Gênero Acromyrmex
No Brasil o gênero Acromyrmex e representado pelas espécies e subespécies, listadas a seguir:
01) Acromyrmex ambiguus Emery, 1887 - “Quenquém-preto-brilhante”
02) Acromyrmex aspersus (F.Smith, 1858) - “Quenquém-rajada”
03) Acromyrmex coronatus (Fabricius, 1804) - “Quenquém-de-árvore”
04) Acromyrmes crassispinus Forel, 1909 - “Quenquém-de-cisco e quenquém”
05) Acromyrmex diasi Gonçalves, 1983
06) Acromyrmex disciger Mayr, 1887 - “Quenquém-mirim e formiga-carregadeira”
07) Acromyrmex heyeri Forel, 1899 - “Formiga-de-monte-vermelha”
08) Acromyrmex hispidus fallax Santschi, 1925 - “Formiga-mineira”
09) Acromyrmex hispidus formosus Santschi, 1925
10) Acromyrmex hystrix (Latreille, 1802) - “Quenquém-de-cisco-da-amazônia”
11) Acromyrmex landolti balzani Emery, 1890 - “Boca-de-cisco, formiga-rapa-rapa, formiga-rapa e formiga-meia-lua”
12) Acromyrmex landolti fracticornis Forel, 1909
13) Acromyrmex landolti landolti Forel, 1884
14) Acromyrmex laticeps Emery, 1905 - “Formiga-mineira e formiga-mineira-vermelha”
15) Acromyrmex laticeps nigrocetosus Forel, 1908 - “Quenquém-camperira”
16) Acromyrmex lobicornis Emery, 1887 - “Quenquém-de-monte-preta e formiga-de-monte-preta”
17) Acromyrmex lundi carli Santschi, 1925
18) Acromymex lundi lundi (Guérin, 1838) - “Formiga-mineira-preta”
19) Acromyrmex lundi pubescens Emery, 1905
20) Acromyrmex muticinodus (Forel, 1901) - “Formiga-mineira”
21) Acromyrmex niger (F. Smith, 1858)
22) Acromyrmex nobilis Santschi, 1939
23) Acromyrmex octospinosus (Reich, 1793) - “Carieira e quenquém-mineira-da-amazônia”
24) Acromyrmex rugosus rochai Forel, 1904 - “Formiga-quiçaça”
25) Acromyrmex rugosus rugosus (F. Smith, 1858) - “Saúva, formiga-lavradeira e formiga mulatinha”
26) Acromyrmex striatus (Roger, 1863) - “Formiga-de-rodeio e formiga-de-eira”
27) Acromyrmex subterraneus bruneus Forel, 1911 - “Quenquém-de-cisco-graúda”
28) Acromyrmex subterraneus molestans Santschi, 1925 - “Quenquém-caiapó-capixaba”
29) Acromyrmex subterraneus subterraneus Forel, 1893 - “Caiapó”

ESPÉCIES DE FORMIGAS CORTADEIRAS DE IMPORTÂNCIA FLORESTAL NO ESTADO DO PARANÁ
 
a) Gênero Atta
Primitivamente, nas florestas do Paraná, não havia saúvas. Estas entraram no estado seguindo o caminho da colonização. As principais espécies de interesse florestal, deste gênero no Paraná são:
• Atta sexdens rubropilosa
• Atta sexdens piriventris
• Atta laevigata
b) Gênero Acromyrmex
As epécies de interesse florestal no estado do Paraná são:
• Acromyrmex aspersus,
• Acromyrmex crassispinus,
•Acromyrmex disciger,
• Acromyrmex niger,
• Acromyrmex subterraneus subterraneus. 

HISTÓRICO DOS GÊNEROS Atta e Acromyrmex

Estudos antropológicos parecem indicar que as migrações de tribos indígenas sul-americanas estão associadas à infestação de suas roças por saúvas.

O primeiro a escrever sobre as saúvas foi o Padre José de Anchieta, em 1560 com a seguinte frase: “Das formigas só parecem dignas de menção as que destróem as árvores, são chamadas de iças e trituradas cheiram a limão”

Gabriel Soares de Sousa, em 1587, descreveu as saúvas, seus danos e costumes e o primeiro método de controle: um sulco raso no solo, em volta da árvore, cheio de água. Entretanto, esse autor completa o assunto dizendo que, às vezes, uma folha caída de atravessado no sulco servia de ponte para as formigas.
A enumeração dos pesquisadores que abordaram o assunto ou estudaram as formigas cortadeiras é enorme, destacando Saint' Hilaire, que percorreu o interior do Brasil de 1816 a 1822, a quem e atribuída a seguinte frase: "Ou o Brasil mata a saúva ou a saúva mata o Brasil". Segundo o autor, nas últimas décadas podemos citar Cincinnato R. Gonçalves, que percorreu quase todo o Brasil coletando material, identificando as espécies e anotando seus hábitos, deixando valiosíssimos conhecimentos; Mario Autuori que dedicou-se principalmente ao estudo da biologia e estrutura dos ninhos das espécies encontradas em São Paulo; Elpídio Amante que estudou os sauvicidas antigos e modernos, principalmente as formulações granuladas (iscas). 

Quanto as formigas do gênero Acromyrmex, em algumas regiões do Brasil, estas chegam a ser um problema maior do que as próprias saúvas. Algumas citações relatam que este gênero tem sido uma ameaça para a produtividade florestal, afetando principalmente mudas e brotações, podendo ocasionar danos em árvores adultas.

ALIMENTAÇÃO DAS FORMIGAS CORTADEIRAS

Durante muito tempo pensou-se que o material vegetal cortado e carregado para o interior do formigueiro fosse consumido diretamente como alimento pelas formigas, o que não acontece. Escavando-se um formigueiro, encontra-se em suas câmaras subterrâneas uma massa esponjosa de cor branco-acinzentada, constituída pelo material vegetal que as formigas carregam para o interior de seus ninhos, cortado em minúsculos pedaços e por um fungo, que se desenvolve nutrido pelos vegetais picados.
Alguns estudos minuciosos sobre os fungos cultivados pelas formigas cortadeiras, especialmente as do gênero Acromyrmex, relatam que tal fungo necessita de substrato de origem vegetal para o seu desenvolvimento, sendo a celulose a principal fonte de carbono para o meio.

ASPECTOS BIOLÓGICOS
 
As formigas cortadeiras são insetos sociais, divididos em castas temporárias (iças e bitus) e castas permanentes (rainha, operárias (jardineiras e carregadeiras) e soldados). As castas têm tamanhos e atividades diferenciadas dentro da colônia, conforme descrição a seguir: as iças e bitus surgem em formigueiros adultos, alguns meses antes da revoada, recebem tratamento e alimentação diferenciada e são maiores que os soldados e operárias; a rainha depois da revoada e fecundação forma um novo formigueiro, é após o nascimento das primeiras operárias passa a ter como tarefa exclusiva a postura de ovos, e o maior indivíduo do formigueiro; as operárias jardineiras são os menores indivíduos da colônia, e tem como tarefa a manutenção da colônia de fungos; as operárias carregadeiras são maiores que as jardineiras, é sua função e a localização corte e transporte de material vegetal para o interior do formigueiro; os soldados são maiores que as carregadeiras é sua função e a proteção da colônia. A longevidade das operárias e soldados e de no máximo 6 meses, quanto ao tempo de vida dos formigueiros, em laboratório sauveiros chegam a 15 anos de vida e formigueiros de quenquém a 7 anos. Os ninhos das formigas são construídos no solo e podem ter várias panelas, que ocupam muitos metros quadrados, contendo milhões de indivíduos no gênero Atta. No gênero Acromyrmex os formigueiros são formados por milhares de indivíduos e possuem uma ou mais panelas. 

DANOS CAUSADOS POR FORMIGAS CORTADEIRAS

Vários autores destacam as saúvas como os insetos que maiores danos causam à atividade agro-pastoril-florestal. Algumas espécies desfolham, indistintamente, mono e dicotiledôneas e por este motivo constituem a pior praga das florestas implantadas, sendo responsáveis por significativas perdas, ou mesmo por um investimento para seu controle que pode chegar à 30% do custo da floresta no final do terceiro ciclo.

Muitas pessoas acreditam que as quenquéns (Acromyrmex), não possuem potencial para provocar danos acentuados principalmente em árvores. Porém, na prática estas formigas provocam danos a uma variedade ampla de plantas, como pinheiros, gramíneas e dicotiledôneas. Constituem-se em importantes pragas nas áreas de reflorestamento, principalmente naqueles com eucalipto, onde árvores adultas têm as folhas e brotações cortadas, e as perdas podem atingir 50% do povoamento.
Árvores de Pinus caribaea var. hondurensis e Gmelina arborea sofrem perdas tanto em diâmetro como em altura devido à ação desfolhadora das formigas, sendo o diâmetro o mais afetado. Quanto à mortalidade de plantas de Pinus caribaea var. hondurensis, existe tendência em aumentar com o aumento da intensidade de desfolha, ao passo que em Gmelina arborea a mortalidade não é influenciada devido ao desfolhamento.
Segundo alguns autores, são necessárias 86 árvores do gênero Eucalyptus e 161 do gênero Pinus para abastecer com substrato um sauveiro adulto durante um ano, num total de uma tonelada de vegetal. Considerando-se uma média de 4 sauveiros adultos por hectare, tem-se um consumo teórico de quatro toneladas de folhas, correspondendo a 344 árvores de Eucalyptus spp. e 644 árvores de Pinus spp. Entretanto, esses dados parecem estar superestimados, pois foram baseados no fator de conversão proposto por Autuori o qual não se refere à realidade.

Outros autores citam que entre as pragas iniciais que atacam o gênero Eucalyptus, estão relacionadas as formigas cortadeiras (Atta spp. e Acromyrmex spp.), seguidas pelas lagartas, besouros rendilhadores e outros insetos polífagos que, eventualmente, alimentam-se de folhas. O mesmo autor qualificou os danos relativos à ação das formigas nos eucaliptais, da seguinte maneira: uma árvore morre após suas folhas serem cortadas três vezes seguidas; um formigueiro necessita, por ano, de uma tonelada de folhas para sobreviver; com 12 formigueiros por hectare, não se encontra uma única árvore viva, na área; um formigueiro de 10 metros quadrados pode, potencialmente, matar 37 árvores, o que equivale a 3,6 metros estéreos por hectare; uma infestação de 200 formigueiros/ha (formigas quenquém) resulta em 30% de perda das cepas (brotação).

Entre as formigas, aquelas que causam maiores danos são as do gênero Acromyrmex. Esta situação se deve ao seguinte: o controle sistemático dado às formigas do gênero Atta, com métodos de controle mais definidos e eficientes; o menor número de espécies do gênero Atta de importância florestal, propiciou maiores estudos sobre as mesmas; ninhos de Atta spp. são mais evidentes. 

BIBLIOGRAFIA

DELLA LÚCIA, T. M. C; ANJOS, N.; SILVA, A. M.; BARCELOS, J. A. V.; BENTO, J. M. S.; FOWLWER, H. G.; FORTI, L. C.; FREITAS, G. D.; MORAES, E. J.; MOREIRA, D. D. O.; OLIVEIRA, A. C.; OLIVEIRA, M. A.; PINHÃO, M. A. S.; VILELA, E. F. YASSU, W. K. As formigas cortadeiras. Viçosa 1993. 

FORTI, L. C. avaliação Populacional de "Operárias Forrageiras" de atta sexdens rubropilosa Forel, 1908 (Hymenoptera: Formicidae) Através de Dois Métodos de Estimativa. Piracicaba. Dissertação (Mestrado em Entomologia), Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, USP. 1979. 

FORTI, L. C.; CROCOMO, W. B.; GUASSU, C. M. de O. Bioecologia e controle das formigas cortadeiras de folhas em florestas implantadas. Botucatu - SP: Fundação de Estudos e Pesquisas Agrícolas e Florestais, Boletim Didático nº 4, 1987. 

GONÇALVES, C. R. O Gênero Acromyrmex no Brasil. Rio de Janeiro. Tese para o concurso da cadeira de Entomologia e Parasitologia Agrícola da Escola Nacional de Agronomia. 1957.
JURUENA, L. F. As formigas cortadeiras. Porto Alegre - RS: Boletim de divulgação. Instituto de Pesquisas Agronômicas do Rio Grande do Sul, nº 23, 1980.

JURUENA, L. F.; CACHAPUZ, L. M. M. Espécies de formigas cortadeiras ocorrentes no Estado do Rio Grande do Sul. Porto Alegre. Boletim de divulgação. Instituto de Pesquisas Agronômicas do Rio Grande do Sul

LARANJEIRO, A. J.; Manejo Integrado de Formigas Cortadeiras na Aracruz Celulose. In: CURSO DE ATUALIZAÇÃO NO CONTROLE DE FORMIGAS CORTADEIRAS (3:1994 Piracicaba). Anais.

MARICONI, F. A. M. As saúvas. São Paulo. Editora Agronômica Ceres. 1970. 167 p.
PACHECO, P. Formigas Cortadeiras (Hymenoptera, Formicidae) Com ênfase as Culturas de Pinos e Eucaliptos. Piracicaba. Dissertação (Mestrado em Ciências Florestais) Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiros, USP. 1991.

THOMAS, J. C. Formigas cortadeiras; instruções básicas para o controle. EMATER-PR. Curitiba, 1990.

TROPPMAIR, H. Estudo zoogeográfico e ecológico das formigas do Gênero Atta (Hynmenoptera) com ênfase sobre a Atta laevigata. (Smith, 1958), no Estado de São Paulo. Rio Claro. Tese apresentada ao Concurso de Livre Docência, na F.F.C.L. 1973.

O texto abaixo é parte da revisão de literatura da dissertação de mestrado do autor, defendida no Curso de Pós-Graduação em Engenharia Florestal da UFPR em 1996, intitulada “Avaliação do uso de três tipos de porta-iscas no controle de formigas cortadeiras, em áreas preparadas para a implantação de povoamentos de Pinus taeda L.

Controle de Formigas Cortadeiras

Autor – Nilton José Sousa

Um dos pontos fundamentais para o sucesso de um empreendimento florestal é o controle das formigas cortadeiras, conhecidas pelas denominações de saúvas, pertencentes ao gênero Atta e de quenquéns pertencentes aos gêneros Acromyrmex, Mycocepurus, Sericomyrmex e Trachymyrmex.
Um dos problemas do controle de formigas cortadeiras é que na maioria dos reflorestamentos, esta atividade tem se baseado em programação de calendário, não levando em consideração a região e as espécies de formigas, bem como a infestação, sendo que muitos leigos questionam sobre a importância da identificação correta dos insetos, pois segundo afirmam, o importante é matá-las. Nem sempre matar o inseto é viável, pois o controle, ou seja, a morte do inseto, terá que ser sempre menor que o custo do dano causado.
Ainda sobre a identificação correta, este é o primeiro passo para se chegar ao manejo das pragas, pois é a chave para a busca de informações sobre a biologia, dinâmica populacional, comportamento, danos e outros dados que constituem importantes fontes para o desenvolvimento de medidas de controle, sendo recentes os estudos que procuram elucidar a relação destes insetos com os ecossistemas florestais. Tais informações podem auxiliar na adequação e racionalização dos métodos de controle, contribuindo desta forma para o aumento da eficiência e a redução dos custos de controle. 

Entre os vários métodos utilizados para o controle de formigas cortadeiras destacam-se os seguintes métodos: mecânicos, por ocasião da instalação dos formigueiros novos é possível identificá- los e destruí-los mecanicamente cavando-os; culturais que consistem em aração e gradagem, culturas armadilhas e resistência de plantas; biológicos e naturais, que envolvem fatores climáticos e ação de predadores e parasitóides, como pássaros e moscas da família Phoridae, ou com a utilização de fungos entomopatogênicos; químicos, que consistem na utilização de produtos químicos.
Em relação ao método químico, várias são as formas de se proceder o controle das formigas cortadeiras, estes diferem principalmente pela formulação e modo de aplicação. De uma maneira geral, os formicidas podem ser classificados em 5 formulações diferentes: pós secos; concentrados emulsionáveis; gases liquefeitos; soluções nebulígenas e iscas granuladas.

A isca granulada para ser eficiente e econômica, deve ser atrativa às formigas, de modo que sejam transportadas para o interior dos ninhos. Deve conter um inseticida altamente específico e de toxicidade tal que se manifeste em toda a colônia após sua introdução. Além disso, essa toxicidade a mamíferos tem de ser baixa. Deve mostrar-se resistente à umidade, chuvas e temperatura, apesar de ser biodegradável.
O uso de iscas tóxicas para controlar formigas teve início no ano de 1926 com Marques. Posteriormente diversos outros tipos de iscas foram testadas, até que Gonçalves, testou iscas formuladas à base de Aldrin e observou uma mortalidade de 75% nos sauveiros tratados com suas iscas. Em 1964, colônias de Atta cephalotes, foram controladas com iscas a base de Dodecacloro (Mirex), em uma área de 40 ha, super-infestada, com eficiência de até 100% de controle.

Em 1968, alguns autores pesquisando o custo comparativo de controle às formigas cortadeiras (saúvas) e empregando todos os tipos tradicionais de tratamento e ainda o uso de iscas granuladas, com interação de custo do produto, eficiência e mão de obra requerida, chegaram a conclusão de que o melhor e mais barato método de controle é por meio de iscas.

A partir destes testes, as iscas granuladas foram consideradas como o método ideal para o controle de formigas cortadeiras, pois são de fácil aplicação, dispensam aparelhos e não apresentam perigos de intoxicação que o manejo de outros tipos de formicidas causam, além de apresentarem um alto grau de eficiência, aponto de substituírem outros métodos, como a termonebulização e fumigação com brometo de metila.

Segundo alguns autores, as iscas à base de Dodecacloro apresentaram os melhores resultados no controle a formigas cortadeiras, tornando-se padrão para o controle de formigas cortadeiras dos gêneros Atta e Acromyrmex, em reflorestamentos. Este produto apresentava alta eficiência, mas possuia desvantagens, tais como ser persistente no ambiente e cumulativo na cadeia alimentar, podendo apresentar problemas como contaminação de animais domésticos, selvagens e aquáticos. Por estes motivos este produto passou a sofrer pressões cada vez maiores da sociedade, que culminaram com a Portaria 91 de 30/11/1992 do Ministério da Agricultura, proibindo a partir de 01/05/1993 o registro, a produção, a importação, a exportação, a comercialização e a utilização de iscas formicidas à base de Dodecacloro em todo o território nacional.

A partir da proibição do Dodecacloro vários produtos foram testados, entretanto, apenas a molécula Sulfluramida atendeu a todas as exigências dos testes toxicológicos e de eficiência exigidos pelo IBAMA, Ministério da Agricultura e Ministério da Saúde, mostrando baixa toxicidade aguda, subcrônica e crônica para a maioria dos seres vivos.
A Sulfluramida foi desenvolvida nos Estados Unidos como uma substância para controlar formigas e baratas em residências, pertence ao grupo químico das Sulfonamidas fluoroalifáticas. Seu modo de ação é por ingestão e a composição das iscas apresenta 0,3% de princípio ativo e 99,7 % de atrativos e material inerte. O produto apresenta tem 42,59% de biodegradação em 28 dias, a biodegradabilidade no solo ocorre entre 90 e 120 dias.
Após a determinação dos dados citados acima, vários testes foram realizados com iscas granuladas à base de Sulfluramida, sendo que estas apresentaram excelentes resultados para o controle de formigas cortadeiras, comparáveis aos apresentados por iscas à base de Dodecacloro.

APLICAÇÃO DE ISCAS GRANULADAS

Uum dos principais problemas para o controle das formigas cortadeiras (Atta spp. e Acromyrmex spp.), em florestas implantadas é a localização dos formigueiros em estágios iniciais de desenvolvimento, para que sejam seguramente exterminados. Dentre os métodos existentes para o controle de formigas cortadeiras, as iscas granuladas têm sido preferidas por sua facilidade de aplicação, dispensando o uso de equipamentos onerosos.

Vários autores citam as iscas formicidas como o método mais eficiente, econômico e seguro para o homem controlar formigas cortadeiras em áreas florestais, sendo que, o método tradicional de aplicação de iscas, que consiste na distribuição de iscas a granel nos formigueiros, apresentam alguns inconvenientes, como: a impossibilidade de trabalhar todos os dias do ano, devido às chuvas, dificultando o planejamento das operações e de outras atividades interdependentes; a perda de material e horas trabalhadas devido às chuvas imprevisíveis e à umidade do ambiente; o elevado custo da aplicação das iscas; a intoxicação de animais silvestres ou domésticos; a necessidade de eliminação do sub-bosque para localizar os formigueiros, implicando em dispêndio de recursos e em redução da diversidade biológica do ambiente.
Entretanto, mesmo com estes inconvenientes, as iscas ainda representam o melhor método para o controle de formigas cortadeiras. Assim, foi desenvolvido um sistema de distribuição das iscas no campo, que facilita sobremaneira seu emprego reduzindo os inconvenientes do seu uso, que é a utilização de porta-iscas.

PORTA-ISCAS

Um porta-iscas deve atender aos seguintes requisitos: comportar uma quantidade relativamente grande de isca; proteger as iscas contra a chuva, umidade e animais silvestres; permitir uma ventilação eficiente, para que não ocorra condensação de vapor de água e permita a liberação do odor da isca para a atratividade; evitar o aquecimento interno, que seria prejudicial à isca; possibilitar o controle preventivo e intensivo dos sauveiros, mesmo que sejam de difícil localização. Existem dois tipos de porta-iscas, o convencional e o micro-porta-iscas (MIPI).
a) Porta-iscas convencional (Copo)
O porta-iscas consiste em copos de papel parafinado externamente, de formato cônico, com dimensões de 6,0 x 6,0 x 7,0 cm, respectivamente, diâmetro da base, altura e diâmetro da boca. Possuem 6 orifícios laterais equidistantes de um centímetro de diâmetro.
De acordo com os autores, a isca é envolvida em plástico transparente de 25 x 25 cm, 0,2 mm de espessura, que é colocado dentro do copo e este é tampado. Este plástico é banhado anteriormente em água açucarada, na concentração de 40 gramas de açúcar para um litro de água, atuando como atrativo às formigas, reduzindo em média para duas a quatro horas a localização do porta-iscas pela formiga , ao passo que sem o atrativo, o porta-iscas permanece de 10 a 30 dias até ser descoberto, podendo ocorrer perda das iscas por penetração de umidade.
b) Micro-porta-iscas (MIPI)
O porta-iscas MIPI, consiste em um saquinho plástico, que contém em seu interior determinada quantidade de isca formicida, com as dimensões de 6 x 8 cm, com espessura de 0,06 mm, na cor juta, que permite que o saquinho confunda-se com as folhas que estão no solo. A dosagem de isca normalmente utilizada é de 10 gramas por recipiente plástico, com preferência para a micro-isca granulada, para facilitar o controle de quenquéns. 

EFICIÊNCIA DOS PORTA-ISCAS

Com a distribuição regular de porta-iscas, torna-se desnecessária a localização e medição de todos os formigueiros, bastando apenas algumas amostragens para que se conheça a taxa de infestação das áreas reflorestadas, para determinar a densidade de porta-iscas por hectare.

Em 1982, diversos protótipos de porta-iscas foram testados, os quais apresentaram resultados animadores, embora necessitassem de aperfeiçoamento na sua construção. Quando a distribuição de iscas com porta-iscas foi comparada com os métodos tradicionais, evidenciaram-se uma série de vantagens técnicas, ecológicas e econômicas destes recipientes.
Quanto a eficiência de porta-iscas, estes podem ter 100% de eficácia quando os formigueiros apresentam superfície aparente maior ou igual a um metro quadrado. Neste caso, as áreas eliminadas de formigueiros de saúvas em florestas é de praticamente 100%, em três meses. Para o controle de quenquéns os porta-iscas convencionais são mais limitados, embora algumas pesquisas realizadas no Vale do Rio Doce - MG, observaram a eliminação de todos os formigueiros em 75 dias, com porta-iscas convencionais.

Em relação ao porta-iscas tipo MIPI com 5 a 10 gramas de iscas, observou-se que estes tem maior probabilidade teórica de sucesso no controle de quenquéns, pois a nuvem de pontos aumenta consideravelmente (10 vezes). O custo dos MIPI é 7 vezes mais baixo que o porta-iscas convencional e os custos de distribuição também sensivelmente mais baixos. Porém deve ser lembrado que os MIPI também apresentam desvantagens, sendo a principal dificuldade determinar antes da aplicação a densidade mais adequada para cada área, proporcionando uma quantidade de iscas sem excessos, que seja eficaz para eliminar os formigueiros. Os autores que avaliaram este tipo de porta-iscas, observam que o uso do micro-porta-iscas, com quantidade maior de isca certamente implicariam num aumento do consumo parcial, causado principalmente pelas formigas do gênero Acromyrmex, que têm necessidade de consumo menor do que as saúvas. Assim os MIPIS tornam-se muito mais eficazes para quenquéns do que o porta-iscas convencional, que apresenta dosagem maior de isca.

Os MIPI intactos, desde que tenham vedação perfeita e sejam confeccionados com material apropriado, podem ter vida útil no campo por mais de 4 meses, podendo agir de maneira preventiva contra uma reinfestação de formigas, o que é muito importante na fase inicial de uma floresta.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ALMEIDA, A. F. de; ALVES, J. E. M. Controle integrado de Saúvas na Aracruz Florestal. Aracruz - ES: Aracruz Florestal, 1982. 72 p.

ALVES, J. E. M.; ALMEIDA, A. F. de; LARANJEIRO, A. J. Os porta-iscas no controle de saúvas (Atta, Formicidae) em florestas implantadas de eucaliptos: análise de eficiência em 4 densidades. Revista Silvicultura, São Paulo, ano X, no 39, 47 p, (Ed. Sociedade Brasileira de Silvicultura). 1984.. 

EQUIPE TÉCNICA DA EMPRESA DURATEX. Controle de formigas cortadeiras na Duratex. In: CURSO DE ATUALIZAÇÃO NO CONTROLE DE FORMIGAS CORTADEIRAS (3:1994 Piracicaba). Anais. Piracicaba: IPEF, 1994. p 34-38.

FORMIGAS CORTADEIRAS PROBLEMAS E SOLUÇÕES. Dossiê Técnico da empresa ATTA-KILL.

FORTI, L. C.; CROCOMO, W. B.; GUASSU, C. M. de O. Bioecologia e controle das formigas cortadeiras de folhas em florestas implantadas. Botucatu - SP: Fundação de Estudos e Pesquisas Agrícolas e Florestais, Boletim Didático nº 4, 1987. 30 p.

GROKE JR, P. H.; ALMEIDA, A. F. de.; ULHOA, M. A.; Teste de eficiência de porta-iscas no controle de formigas cortadeiras do gênero Acromyrmex em florestas de Eucaliptus em diferentes fases de desenvolvimento. Revista Silvicultura, São Paulo, ano X, no 39, 47 p, (Ed. Sociedade Brasileira de Silvicultura). 1984.. 

LARANJEIRO, A. J.; ALVES, J. E. M.; MARQUES, C. G.; ALMEIDA, A. F. Análise da distribuição de micro-porta-iscas em áreas de reforma de Eucalyptus spp., visando o controle de formigas cortadeiras (Atta spp. e Acromyrmex spp.). 10 p, 1986. 

LARANJEIRO, A. J.; Manejo Integrado de Formigas Cortadeiras na Aracruz Celulose. In: CURSO DE ATUALIZAÇÃO NO CONTROLE DE FORMIGAS CORTADEIRAS (3:1994 Piracicaba). Anais. Piracicaba: IPEF, 1994. p 28-33.

MARQUES, C. G.; ALVES, J. E. M.; SOUZA, W. de; LARANJEIRO, A. J.; MACIEL, R.; ALMEIDA, A. F. de; Emprego de Porta-iscas no sistema convencional de aplicação de iscas granuladas no controle de saúvas (Atta spp., FORMICIDAE). Na Aracruz Florestal: Uma Análise operacional. . Revista Silvicultura, São Paulo, ano X, no 39, 47 p, (Ed. Sociedade Brasileira de Silvicultura). 1984.. 

MENDES FILHO, J. M. de A. Técnica de combate as formigas. Série Técnica - IPEF, Piracicaba. v.2, no 7, 19 p, 1981.

PARMA, L. G. Microporta-iscas. Boletim de Pesquisa. Cia Agrícola e Florestal Santa Barbara, nº 008, 3p, 1986. 

RECH, B.; TOTTI, J.A.; BORTOLAZ, E. Uso de Porta-iscas no combate às formigas cortadeiras. In: CONGRESSO FLORESTAL ESTADUAL (5:1984 Nova Prata - RS). Anais. Nova Prata: 1984. p 514-520.

SILVA, A. L. DA. Efeitos da isca granulada “EAV - 041 - A” no controle às formigas cortadeiras Atta sexdens rubropilosa Forel, 1908 e Acromyrmex spp. (Hymenoptera - Formicidae). Piracicaba. Dissertação (Mestrado em Agronomia), Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”, USP. 123 p, 1973.

THOMAS, J. C. Formigas cortadeiras; instruções básicas para o controle. EMATER-PR. Curitiba, 32 p , 1990.

ZANUNCIO, J. C.; COUTO, C.; SANTOS, G. P.; ANUNCIO, T.V. Eficiência da isca granulada Mirex-S, à base de Sulfluramida, no controle da formiga cortadeira Atta laevigata (F. Smith, 1858) (HYMENOPTERA:FORMICIDAE). Revista Árvore, Viçosa - MG: (SIF), v.16, nº 3, p 247-372,. 1992.

ZANUNCIO, J.C.; Impacto ambiental e substituição do Dodecacloro no controle de formigas cortadeiras. Boletim Informativo. 1994.