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# Biologia# Biologia evolutiva

Reavaliando a Complexidade Social nas Espécies de Abelhas

Novas descobertas mostram a evolução complexa dos comportamentos sociais nas abelhas.

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Sociedades animais são exemplos legais de como a vida pode ficar mais complexa com o tempo. O comportamento social se desenvolveu de forma independente em muitos grupos de animais e foi importante para a Evolução deles. Embora essas sociedades mostrem uma variedade de estruturas, os pesquisadores costumam classificá-las em algumas categorias básicas. Essa classificação geralmente é baseada em várias Características, como tamanho do grupo, papéis reprodutivos e cuidado com a prole. No entanto, esse método limita a compreensão de como a complexidade social evolui. Muitas vezes ignora a variedade encontrada dentro de cada categoria, levando a uma representação pobre da verdadeira diversidade dos Comportamentos sociais.

O Estudo das Sociedades de Insetos

Insetos, especialmente os do grupo Hymenoptera, como abelhas, formigas e vespas, oferecem uma oportunidade valiosa para estudar a complexidade social. Dentro do mesmo grupo de insetos, as Espécies podem mostrar comportamentos sociais bem diferentes. Os pesquisadores geralmente abordam a evolução da complexidade social de duas maneiras principais. A primeira teoria sugere que houve uma transição significativa para estruturas sociais complexas que muda tudo em uma espécie, criando papéis altamente especializados, como rainhas e operárias. A segunda teoria propõe uma evolução gradual com várias etapas de sociabilidade, como os degraus de uma escada.

Ambas as teorias enfrentam desafios quando se trata de suas definições e da maneira como medem os comportamentos sociais. Muitos estudos tentam relacionar a complexidade social com fatores genéticos ou moleculares, e muitas vezes têm dificuldades porque as características simples que usam não capturam a imagem completa. Também há um aumento na quantidade de dados sobre as histórias de vida e os comportamentos de diferentes espécies de abelhas, o que pode ajudar a explorar a complexidade social de novas maneiras.

Construindo um Conjunto de Dados de Espécies de Abelhas

Neste estudo, os pesquisadores desenvolveram um conjunto de dados detalhado de 17 características relacionadas à complexidade social em 77 espécies diferentes de abelhas. Ao examinar a literatura existente, eles identificaram características claras e comparáveis que capturam comportamentos sociais. Essas características incluíam aspectos como tamanho da colônia, a duração das colônias, papéis reprodutivos, tipos de cuidado com os jovens e diferenças físicas entre rainhas e operárias. Eles evitaram características que são difíceis de medir ou comparar entre espécies.

As abelhas selecionadas incluíram tanto espécies conhecidas por seu comportamento social quanto aquelas que mostram uma gama de características sociais. Alguns grupos tendem a ter comportamentos sociais semelhantes, enquanto outros apresentam uma ampla variedade de complexidades sociais. A pesquisa visava fornecer uma visão abrangente de como diferentes espécies de abelhas se encaixam na estrutura da complexidade social.

Analisando a Complexidade Social nas Abelhas

Para entender as relações entre essas características, os pesquisadores analisaram seu conjunto de dados para encontrar correlações. Eles descobriram que muitas características estavam interconectadas, indicando que alguns aspectos da complexidade social podem influenciar outros. Por exemplo, características relacionadas ao tamanho da colônia costumavam se correlacionar com papéis reprodutivos e cuidado com os jovens. No entanto, nem todas as características estavam positivamente correlacionadas, sugerindo uma relação mais complexa entre elas.

A análise revelou que certas características tinham um forte sinal filogenético, o que significa que espécies intimamente relacionadas tendem a compartilhar características semelhantes. Isso pode sugerir uma conexão evolutiva entre essas características em diferentes espécies. Os resultados destacaram que as características sociais não evoluem de forma independente e que a história da espécie desempenha um papel importante na formação dessas características.

Entendendo Padrões de Complexidade Social

Os pesquisadores utilizaram vários métodos estatísticos, incluindo técnicas de redução de dimensionalidade como PCA e UMAP, para visualizar as características e como elas se relacionam. Esses métodos permitiram que os pesquisadores identificassem grupos distintos de espécies com base em seus traços sociais e avaliássem como esses grupos estão estruturados no panorama geral da complexidade social.

Os agrupamentos destacaram separações claras entre grupos, como abelhas melíferas e abelhas sem ferrão, em comparação com outras espécies. Curiosamente, abelhas solitárias e comunitárias formaram seus próprios agrupamentos apartados de espécies mais sociais. Os resultados também desafiaram as categorizations comuns de sociabilidade, sugerindo que a transição de uma vida solitária para uma vida social é mais gradual do que se pensava anteriormente.

A Evolução da Complexidade Social

Para explorar mais a evolução da complexidade social, os pesquisadores realizaram reconstruções de estados ancestrais, avaliando como as características podem ter mudado ao longo do tempo. Eles encontraram evidências de uma mudança evolutiva significativa em um ancestral compartilhado de abelhas melíferas, abelhas sem ferrão e abelhas-bumble. Essa mudança indica uma transição importante em sua estrutura social, levando a sociedades mais complexas.

As características e comportamentos desenvolvidos após essa transição não foram lineares, mas mostraram maior variabilidade e diversificação. A análise também indicou que as rotas evolutivas que levaram a essas sociedades complexas não seguiram a estrita progressão em escada sugerida por modelos anteriores.

Analisando a Diversificação Fenotípica

O estudo também incorporou medidas de como a complexidade social mudou ao longo do tempo, avaliando as taxas em que diferentes grupos de abelhas se diversificaram. Eles descobriram que as abelhas corbiculadas passaram por um aumento notável em sua taxa de diversificação fenotípica, particularmente há cerca de 70 milhões de anos, o que coincide com sua transição evolutiva.

Depois desse período, as abelhas corbiculadas mostram uma mudança marcante em suas características de complexidade social, sugerindo que sua evolução se tornou mais direcionada e menos flexível em comparação com outros grupos, que não apresentam o mesmo nível de complexidade social.

Explorando Sinais Genéticos

Por fim, os pesquisadores examinaram a base genética do comportamento social usando certos genes relacionados à sociabilidade. Eles focaram em vias que foram ligadas à evolução em insetos sociais. Ao comparar esses genes entre várias espécies de abelhas, eles buscaram identificar padrões de seleção que se alinhassem com seus traços de complexidade social.

Os resultados indicaram que os sinais genéticos estavam mais associados aos índices evolutivos de complexidade social do que à adesão estrita às classificações sociais tradicionais. Isso sugeriu que os traços sociais evoluem de forma mais dinâmica do que se pensava anteriormente, com pressões variadas influenciando seu desenvolvimento.

Conclusão: Uma Nova Perspectiva sobre a Complexidade Social

O estudo apresenta uma perspectiva moderna e orientada por dados sobre como a complexidade social nas abelhas evolui. Ao focar em traços mensuráveis e evitar classificações rígidas, os pesquisadores conseguiram descobrir novas perspectivas sobre a relação entre comportamentos sociais e a história evolutiva.

Os resultados enfatizam que a complexidade social não é apenas uma simples escada de progresso, mas sim uma teia complexa de interações moldadas por forças evolutivas. Esse framework pode servir como um modelo para estudar comportamento social em outros grupos de animais, ajudando a revelar as intricacias de como a sociabilidade se desenvolve entre as espécies.

No geral, essa pesquisa contribui para uma compreensão mais profunda da evolução da complexidade social, destacando a natureza dinâmica dos comportamentos sociais em abelhas e a necessidade de reavaliar como esses sistemas são classificados e estudados. Os achados podem levar a uma apreciação mais nuançada das estratégias evolutivas que sustentam a vida social no reino animal.

Fonte original

Título: Data-driven analyses of social complexity in bees reveal phenotypic diversification following a major evolutionary transition

Resumo: How social complexity evolved is a long-standing enigma. In most animal groups, social complexity is typically classified into a few discrete classes. This approach is oversimplified and constrains our inference of social evolution to a narrow trajectory consisting of transitions between classes. This approach also limits quantitative studies on the molecular and environmental drivers of social complexity. However, the recent accumulation of relevant quantitative data has now set the stage to overcome these limitations. Here, we propose a data-driven approach for studying the full diversity of social phenotypes. We curated and analyzed a comprehensive dataset encompassing 17 social traits for 77 species and studied the evolution of social complexity in bees. We found that corbiculate bees -- honey bees, stingless bees, and bumble bees -- underwent a major evolutionary transition [~]70 mya, which is inconsistent with the stepwise progression of the social ladder conceptual framework. This major evolutionary transition was followed by a phase of substantial phenotypic diversification of social complexity. Non-corbiculate bee lineages display a continuum of social complexity, ranging from solitary to simple societies, but do not reach levels of social complexity comparable to those of corbiculate bees. Bee evolution provides a unique demonstration of a macroevolutionary process in which a major transition removed biological constraints and opened novel evolutionary opportunities, driving the exploration of the landscape of social phenotypes. Our approach can be extended to incorporate additional data types and readily applied to illuminate the evolution of social complexity in additional animal groups.

Autores: Guy Bloch, O. Peled, G. Greenbaum

Última atualização: 2024-04-06 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.09.579609

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.09.579609.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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