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As formigas são um dos grupos de animais mais bem-sucedidos do planeta, ocupando desde solos temperados a florestas tropicais, dunas desérticas e balcões de cozinha. Eles são insetos sociais e sua capacidade de trabalhar em equipe há muito foi identificada como um dos principais fatores que levam ao seu sucesso. Sabe-se que as formigas são capazes de levantar ou arrastar objetos muitas vezes seu próprio peso e transportá-los de volta para a colônia. Mas com pesquisas anteriores que enfocaram os aspectos sociais de uma colônia de formigas, observar uma formiga individual foi um tanto negligenciado.
Agora, pesquisadores do Instituto de Ciência e Tecnologia de Okinawa (OIST) Graduate University e da Sorbonne University em Paris investigaram por que as formigas operárias individuais são tão fortes ao tirar imagens de raios-X e criar modelos 3D de seus tórax, a unidade central de seus corpos – para analisar seus músculos e esqueleto interno. Seu estudo, publicado em Fronteiras em zoologia, examina a hipótese de que a perda de vôo em formigas operárias está diretamente relacionada à evolução de maior força.
“As formigas operárias evoluíram de insetos voadores”, disse o professor Evan Economo, que chefia a Unidade de Biodiversidade e Biocomplexidade da OIST. “Sempre presumimos que perder o vôo ajudava a otimizar seus corpos para trabalhar em solo, mas temos muito que aprender sobre como isso é feito.”
Poder voar pode ser um sonho comum entre as pessoas, mas a realidade do vôo é que ele impõe fortes restrições à estrutura do corpo. Nos insetos voadores, os músculos das asas ocupam a maior parte do tórax, às vezes mais de 50%. Isso significa que outros músculos, que são usados para apoiar e mover a cabeça, as pernas e o abdômen, são contraídos e comprimidos contra o exoesqueleto.
Mas, uma vez que as limitações de voo são removidas, todo o espaço no peito se abre, o que os pesquisadores imaginaram que permitiria aos músculos restantes se expandir e se reorganizar.
Pesquisas anteriores nessa área haviam se concentrado na estrutura externa das formigas, mas, com a tecnologia disponível no OIST, os pesquisadores puderam obter uma imagem muito detalhada do que estava acontecendo dentro do tórax. O objetivo era analisar as características gerais comuns a todas as formigas, ao invés de focar na especialização de certas espécies. Para fazer isso, os pesquisadores fizeram uma análise detalhada de duas espécies distantemente relacionadas de formigas, incluindo operárias sem asas e rainhas voadoras, e confirmaram suas descobertas em uma amostra maior de espécies.
Eles usaram tecnologia avançada de raios-X para escanear a anatomia interna e externa, como as tomografias computadorizadas usadas em um hospital, mas com resolução muito maior. A partir dessas varreduras, os pesquisadores mapearam todos os diferentes músculos e os modelaram em 3D. O resultado foi uma imagem completa do interior do tórax. Eles então compararam as descobertas dessas duas espécies com uma variedade de outras formigas e insetos sem asas.
Conforme previsto, os pesquisadores descobriram que a perda de vôo havia permitido uma reorganização clara do tórax. “Dentro do tórax da formiga operária, tudo está maravilhosamente integrado em um espaço minúsculo”, disse o falecido Dr. Christian Peeters, principal autor deste artigo, que era professor pesquisador na Universidade Sorbonne. “Todos os três grupos musculares se expandiram em volume, dando às formigas operárias mais força e potência. Também houve uma mudança na geometria dos músculos do pescoço, que sustentam e movem a cabeça. união interna de músculos.
Curiosamente, ao olhar para as vespas sem asas, os pesquisadores descobriram que esses insetos responderam à perda de vôo de uma maneira completamente diferente. As vespas sem asas são solitárias e consomem os alimentos à medida que os encontram. Por outro lado, as formigas fazem parte de uma colônia. Eles caçam ou procuram comida que devem levar para o ninho para a rainha e seus companheiros mais novos, então faz sentido que haja pressão de seleção para promover a capacidade de suporte.
As formigas foram estudadas durante séculos em termos de comportamento, ecologia e genética, mas, enfatizaram os pesquisadores, essa história de força foi, até agora, um tanto esquecida. A próxima etapa é desenvolver modelos biomecânicos mais detalhados de como diferentes grupos musculares funcionam, conduzir pesquisas semelhantes na mandíbula e nas pernas e explorar a diversidade observada entre as espécies de formigas.
“Estamos interessados em saber o que torna uma formiga uma formiga e em entender as principais inovações por trás de seu sucesso”, explicou o professor Economo. “Sabemos que um fator é a estrutura social, mas essa força individual é outro fator essencial.”
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Traduzido de Science Daily
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