As Estratégias Sociais das Formigas Formiga
Explorando as estruturas sociais complexas das formigas Formica e o papel dos supergenes.
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Índice
As formigas são criaturas fascinantes, conhecidas pelo seu sucesso e vidas sociais complexas. Elas se juntam em colônias que podem variar de um único ninho a vários ninhos conectados. Algumas colônias têm uma única rainha, enquanto outras podem ter muitas. Essa diversidade na estrutura social levanta perguntas sobre como as formigas de diferentes colônias interagem e funcionam juntas.
Estratégias Sociais Alternativas
Pesquisas mostraram que as formigas desenvolveram várias estratégias sociais ao longo do tempo, e essas estratégias costumam evoluir de maneiras semelhantes. Por exemplo, as formigas podem se adaptar aos seus ambientes mudando a forma como vivem juntas, resultando em diferentes formas sociais. Estudos recentes apontaram que algumas dessas formas sociais estão ligadas a características genéticas específicas conhecidas como Supergenes. Supergenes podem carregar certas características que ajudam a determinar como uma colônia funciona.
O Papel dos Supergenes
Supergenes são seções especiais do DNA que podem controlar diferentes traços nas formigas, como se uma colônia tem uma rainha ou muitas. Eles permitem que características específicas sejam passadas juntas, como um pacote, o que pode ajudar a manter a estrutura social da colônia. Em alguns casos, traços benéficos são mantidos juntos para evitar misturá-los com traços menos favoráveis.
Em certas espécies de formigas, como a Formica, supergenes relacionados ao número de rainhas foram identificados. Esses supergenes podem influenciar se uma colônia é liderada por uma rainha ou muitas, dependendo da composição genética dos indivíduos naquela colônia.
Estratégias Sociais nas Formigas Formica
Entre as espécies de Formica, os pesquisadores descobriram que algumas podem ter estratégias sociais muito diferentes. Por exemplo, o grupo Formica rufa inclui espécies que podem ser monogínicas (uma rainha) ou poligínicas (múltiplas rainhas). Em alguns casos, essas espécies podem até formar Supercolônias, que é quando vários ninhos trabalham juntos e compartilham recursos numa grande área.
Supercolônias podem ocorrer em certas espécies de Formica, onde há ligação genética e compartilhamento de recursos entre ninhos próximos. Por exemplo, a Formica lugubris é caracterizada por ser poligínica e capaz de formar supercolônias. Em populações onde isso ocorre, os pesquisadores notaram que os trabalhadores desses ninhos tendem a cooperar mais e mostram menos agressividade entre si do que em outros tipos de colônias.
Diversidade Genética e Sua Importância
Para entender as estruturas sociais dessas formigas, os cientistas coletam amostras de diferentes colônias e analisam seu DNA. Ao examinar a composição genética dos trabalhadores, os pesquisadores podem determinar a organização social dos ninhos. Por exemplo, se os trabalhadores são muito relacionados, isso sugere uma colônia monogínica. Em contraste, se há mais variação genética, isso indica uma configuração poligínica.
Em estudos da Formica paralugubris, por exemplo, os pesquisadores descobriram que todos os trabalhadores amostrados pertenciam a ninhos poligínicos. No entanto, surpreendentemente, os trabalhadores não mostraram nenhuma variação em seu supergene do número de rainhas, já que todos tinham o mesmo traço genético ligado a uma única rainha em vez de várias.
Diferentes Formas Sociais nas Formigas
Ao olhar para diferentes espécies dentro do grupo Formica, como a Formica aquilonia e a Formica truncorum, os pesquisadores notaram que supercolônias frequentemente apresentavam traços sociais semelhantes. Muitas dessas espécies exibem polimorfismo, o que significa que podem alternar entre diferentes estratégias sociais com base nas condições ambientais. Alguns ninhos foram identificados como monogínicos com traços poligâmicos, enquanto outros mostraram comportamentos mais complexos associados à supercolonialidade.
O interessante aqui é que supercolonialidade e poliginia são considerados ligados, mas as descobertas sugerem que também podem ocorrer de forma independente. Isso significa que, enquanto muitos pesquisadores acreditam que supercolônias surgem de estruturas poligínicas, as evidências estão começando a mostrar que a supercolonialidade pode existir sem o haplótipo P, que geralmente está associado a múltiplas rainhas.
O Mistério do Haplotipo P
O haplótipo P tem sido um assunto de interesse entre os cientistas que estudam colônias de formigas. Em alguns estudos, os pesquisadores o encontraram presente em certas espécies, mas ausente em outras, especialmente em populações supercolônicas. Isso levantou questões sobre sua necessidade para a organização social. Por exemplo, a Formica paralugubris foi identificada como poligínica, mesmo que todos os seus trabalhadores compartilhassem o mesmo haplótipo M, mostrando que estratégias sociais diversas podem existir sem a presença do haplótipo P.
Além disso, a ausência de haplótipos P em populações supercolônicas de Formica aquilonia e a variação observada na presença de haplótipos entre outras espécies relacionadas levaram a especulações sobre qual papel esse traço genético pode desempenhar nos comportamentos sociais das formigas.
Descobertas da Pesquisa
Descobertas recentes indicam que a supercolonialidade não é determinada pela presença do haplótipo P. Isso mostra uma diferença clara entre o que os pesquisadores acreditavam anteriormente e o que estão descobrindo atualmente. Os resultados indicam que, embora o haplótipo P esteja ligado à poliginia e à diversidade social, não é uma exigência absoluta para estabelecer supercolonialidade em algumas espécies.
Os estudos sugerem uma compreensão mais rica de como as formas sociais podem mudar e se adaptar em resposta a condições ambientais, ampliando os limites da nossa compreensão do comportamento das formigas. Os pesquisadores notaram que as formigas são incrivelmente adaptáveis, e suas estruturas sociais podem evoluir rapidamente, o que significa que nossa compreensão desses sistemas complexos continuará a se desenvolver à medida que novas informações surgirem.
Implicações para Pesquisas Futuras
A pesquisa em torno das estruturas sociais das formigas e da diversidade genética ainda está em andamento, e muitas perguntas permanecem. Por exemplo, os cientistas querem entender como fatores ambientais influenciam a organização social das colônias de formigas e se outros fatores genéticos desempenham um papel na formação de seu comportamento.
Ao continuar estudando esses sistemas sociais fascinantes, os pesquisadores podem descobrir mais sobre como as formigas prosperam em vários habitats e como elas conseguem ser tão bem-sucedidas como grupo. Entender os mecanismos por trás de seus comportamentos sociais também pode fornecer insights sobre princípios biológicos mais amplos que governam a organização social em outras espécies, incluindo os humanos.
À medida que a pesquisa avança, podemos encontrar mais conexões entre genética e estruturas sociais em formigas, o que pode reformular nossa compreensão da evolução do comportamento social nesses insetos notáveis.
Em conclusão, o estudo das formigas Formica e sua organização social destaca uma intrincada interação entre genética, ambiente e comportamento. Abre novas avenidas para a exploração e compreensão de como sistemas sociais complexos podem surgir e prosperar na natureza. Essas pequenas criaturas continuam a fornecer insights significativos sobre a natureza da cooperação e da vida social, que podem ser relevantes em muitos campos biológicos.
Título: Unexpected absence of a multiple-queen supergene haplotype from supercolonial populations of Formica ants
Resumo: Ants exhibit many complex social organization strategies. One particularly elaborate strategy is supercoloniality, in which a colony consists of many interconnected nests (=polydomy) with many queens (=polygyny). In many species of Formica ants, an ancient queen number supergene determines whether a colony is monogyne (=headed by single queen) or polygyne. The presence of the rearranged P haplotype typically leads colonies to be polygyne. However, the presence and function of this supergene polymorphism have not been examined in supercolonial populations. Here, we use genomic data from species in the Formica rufa group to determine whether the P haplotype leads to supercoloniality. In a Formica paralugubris population, we find that nests are polygyne, despite the absence of the P haplotype in workers. We find spatial genetic ancestry patterns in nests consistent with supercolonial organization. Additionally, we find that the P haplotype is also absent in workers from supercolonial Formica aquilonia, and Formica aquilonia x polyctena hybrid populations, but is present in some Formica polyctena workers. We conclude that the P haplotype is not necessary for supercoloniality in the Formica rufa group, despite its longstanding association with non-supercolonial polygyny across the Formica genus.
Autores: Alan Brelsford, G. Lagunas-Robles, Z. Alam
Última atualização: 2024-09-19 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.15.613148
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.15.613148.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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