O que impede estas formigas operárias de serem uma rainha? Uma molécula só!

No formigueiro da espécie Harpegnathos saltator, ou formiga-saltadora-de-jerdon, algo realmente incomum pode acontecer: uma formiga operária pode ganhar o status de rainha, através de uma única molécula, ativada por hormônios. Na maioria dos formigueiros, a mudança de papel é algo impensável e fora de cogitação.

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Publicado na revista científica Cell, o estudo sobre a mudança social das formigas foi desenvolvido por pesquisadores da Universidade da Pensilvânia, nos Estados Unidos. Segundo os autores, uma única proteína, a Kr-h1, pode responder ao comando de determinados hormônios e, dessa forma, orquestra a complexa transição social da operária para a rainha ou vice-versa.

Vale lembrar que, em uma colônia de formigas, são as operárias que buscam por alimento e, eventualmente, lutam contra invasores. Do outro lado, a principal tarefa da rainha é botar ovos, que garantirão a manutenção do formigueiro.

Como é possível que uma formiga mude de papel no formigueiro?

“Os cérebros dos animais são plásticos, ou seja, eles podem mudar sua estrutura e função em resposta ao meio ambiente”, explica o cientista Roberto Bonasio, da Escola de Medicina Perelman da Universidade da Pensilvânia. “Esse processo, que também ocorre no cérebro humano — pense nas mudanças de comportamento durante a adolescência — é crucial para a sobrevivência, mas os mecanismos moleculares que o controlam não são totalmente compreendidos”, complementa.

"Quando a rainha morre ou é removida de uma colônia, as operárias entram em um duelo até que algumas se tornam indivíduos reprodutivos, chamadas gamergates. As gamergates abandonam as tarefas das operárias, como forragear, botar ovos e exibem comportamentos dominantes em relação aos operários. Esta transição comportamental é acompanhada por uma extensão do tempo de vida de 5 vezes, uma reconfiguração da expressão gênica e composição celular do cérebro e mudanças neuro-hormonais", detalham os autores sobre as transformações pelas quais passam as formigas operárias.

Todas essas mudanças são reguladas pela proteína Kr-h1, segundo os pesquisadores. “Essa proteína regula diferentes genes em operárias e gamergates, e evita que as formigas executem comportamentos 'socialmente inadequados'”, explica Shelley Berger, da Universidade da Pensilvânia. “Ou seja, Kr-h1 é necessária para manter as fronteiras entre as castas sociais e garantir que as trabalhadoras continuem a trabalhar, enquanto as gamergates continuam a agir como rainhas”, destaca.

“Não tínhamos previsto que a mesma proteína pudesse silenciar diferentes genes no cérebro de diferentes castas e, como consequência, suprimir o comportamento do trabalhador em gamergates e o comportamento de gamergate em trabalhadores”, afirma Bonasio sobre a função dupla da molécula. “Pensamos que essas tarefas seriam atribuídas a dois ou mais fatores diferentes, cada um deles presente apenas em um ou no outro cérebro”, comenta.

Por outro lado, as descobertas demonstraram o oposto e apontam para o fato de que uma única proteína pode atuar "criando" ou "transformando" as formigas em operárias ou rainhas. “A mensagem principal [do estudo] é que, pelo menos nas formigas, vários padrões de comportamento são especificados simultaneamente no genoma e que a regulação do gene pode ter um grande impacto no comportamento que o organismo realiza”, completa Berger.

Para acessar o estudo completo sobre a função da molécula no comportamento das formigas, publicado na revista científica Cell, clique aqui.

Fonte: ScienceBlog