O Papel do Canibalismo nas Rainhas de Formiga
As rainhas formigas comem larvas infectadas pra controlar doenças e economizar energia.
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Índice
O canibalismo filial é um comportamento onde os animais pais comem seus próprios filhotes. Esse tipo de comportamento pode ser encontrado em várias espécies e pode ter diferentes propósitos. Uma explicação para isso está relacionada à presença de parasitas. Por um lado, os pais podem comer filhotes doentes que têm poucas chances de sobreviver. Assim, eles conseguem economizar energia e recursos para a reprodução futura. Por outro lado, se os filhotes têm parasitas que podem se espalhar para os pais, isso pode desencorajar o canibalismo.
Enquanto alguns peixes foram observados comendo seus ovos quando infectados por Doenças, a razão por trás do canibalismo em colônias de formigas é menos estudada. Essa pesquisa mostra que as rainhas de formigas, ao começarem uma nova colônia sozinhas, consomem larvas doentes antes que elas se tornem contagiosas. Essa ação serve a dois propósitos principais: interrompe a propagação da infecção e permite que a rainha ganhe energia das larvas comidas, que ela pode usar para produzir mais ovos.
Quando as rainhas de formiga estabelecem uma nova colônia sozinhas, muitas lutam para sobreviver devido a ameaças como predadores, fome ou infecção. Embora saibamos muito sobre como as formigas operárias em uma colônia madura se defendem contra doenças, as maneiras como as rainhas individuais se protegem e protegem seus filhotes não são bem compreendidas. Este estudo foca nas rainhas de formiga preta do jardim e suas reações a larvas infectadas.
Para testar isso, os pesquisadores expuseram algumas larvas a uma infecção fúngica e as deixaram sozinhas por um dia. Depois desse tempo, eles devolveram as larvas às rainhas e observaram as reações delas. Os resultados mostraram que quase todas as larvas infectadas foram comidas pelas rainhas, enquanto poucas larvas controle (que não estavam infectadas) foram consumidas.
Os Benefícios do Canibalismo
Em seguida, os pesquisadores queriam ver se as rainhas estavam canibalizando por causa da infecção ou simplesmente porque as larvas estavam mortas. Ao apresentar às rainhas diversos tipos de larvas, ficou claro que as infectadas eram comidas muito mais frequentemente. Essa habilidade de detectar larvas infectadas antes que possam transmitir doenças é super importante para as rainhas. Surpreendentemente, o estudo descobriu que comer as larvas não parecia afetar a sobrevivência a longo prazo das rainhas. A maioria das rainhas sobreviveu ao período solitário e conseguiu produzir novas formigas operárias.
Foi observado que as rainhas de formiga podem reduzir o risco de infecção através do canibalismo, engolindo seu veneno, que é conhecido por neutralizar patógenos. Algumas rainhas também foram vistas se limpando após manusear as larvas infectadas.
O Papel da Energia
Outra pergunta importante era por que as rainhas decidiram comer larvas infectadas. Para testar isso, os pesquisadores simularam um cenário onde as rainhas não podiam comer as larvas infectadas. Nesse caso, a maioria dessas rainhas não sobreviveu. Mesmo que sobrevivessem, elas perderam todos os seus filhotes saudáveis para infecções que se espalharam após a exposição inicial.
A teoria por trás do canibalismo muitas vezes diz que os pais devem consumir seus filhotes em circunstâncias difíceis para redirecionar nutrientes para a reprodução futura. No entanto, não estava claro se as infecções dificultariam essa recuperação de nutrientes. O estudo descobriu que as rainhas que consumiram larvas infectadas puseram cerca de 55% mais ovos em comparação com aquelas que não praticaram canibalismo. Isso é particularmente importante para as rainhas fundadoras, porque elas não saem dos seus ninhos para procurar comida e dependem das reservas do corpo para sobreviver. Produzir filhotes suficientes é essencial, já que a competição com ninhos próximos pode ser intensa, e grupos maiores geralmente conseguem melhor.
Comparando Rainhas de Formiga e Formigas Operárias
O estudo mostra que o canibalismo filial entre as rainhas de formiga é uma reação ativa à infecção. Isso previne falhas potenciais ao iniciar uma nova colônia devido a doenças. É interessante notar que, enquanto as rainhas de formiga são rápidas em praticar canibalismo, as formigas operárias em colônias estabelecidas não fazem isso.
Duas razões principais podem explicar essa diferença. Primeiro, ao contrário das formigas operárias, as rainhas não podem se livrar facilmente das larvas infectadas jogando-as para fora do ninho. Relacionado ao seu papel reprodutivo, as rainhas geralmente se selam dentro de suas células. Segundo, as rainhas normalmente consomem uma dieta rica em proteínas para a produção de ovos, enquanto as formigas operárias arriscam ter vidas mais curtas se comerem muita proteína. Curiosamente, enquanto algumas espécies de formigas evitam o canibalismo, os cupins costumam comer tanto membros doentes quanto mortos de sua colônia.
Esse comportamento pode surgir porque tanto as rainhas de formiga quanto os trabalhadores de cupim vivem em ninhos fechados e não conseguem se desfazer facilmente de membros mortos ou infectados. Além disso, suas dietas muitas vezes não fornecem proteína suficiente, tornando outros membros da colônia uma fonte de alimento valiosa. Como resultado, tanto as rainhas de formiga quanto os trabalhadores de cupim podem ter desenvolvido suas próprias formas únicas de canibalismo para conter doenças enquanto garantem que não desperdiçam nutrientes.
Conclusão
Em resumo, este estudo destaca que o canibalismo filial é impulsionado pela necessidade de controlar doenças entre os jovens e recuperar recursos vitais de filhotes doentes. A habilidade das rainhas de insetos sociais de detectar e eliminar infecções antes que se espalhem apoia ainda mais a ideia de que comportamentos maternais influenciaram o desenvolvimento da imunidade social nas formigas operárias. Isso ilustra ainda mais como comportamentos complexos, como o canibalismo, são essenciais para a sobrevivência da espécie em ambientes desafiadores.
Título: Ant queens cannibalise infected brood to contain disease spread and recycle nutrients
Resumo: Filial cannibalism, where parents eat their own offspring, is a taxonomically widespread behaviour with a multitude of potential adaptive explanations. Of these, the impact of parasites on the expression of filial cannibalism is particularly poorly understood. On one hand, cannibalising young with low survival probability may enable parents to reinvest valuable resources into future reproduction; on the other, cannibalising offspring harbouring parasites that can potentially also infect the parents may select against this behaviour. Although disease-induced cannibalism of eggs has been reported in fish, the benefits of consuming infected brood to contain infections - as an explanation for the evolution of filial cannibalism - remains largely unexplored. Here, we demonstrate that solitarily founding ant queens cannibalise all sick larvae in their nests before they become contagious, showing clearly that filial cannibalism both (i) contains an otherwise lethal infection without any long-term consequences on queen survival and (ii) enables the reinvestment of recouped energy into additional egg production.
Autores: Christopher D Pull, F. Bizzell
Última atualização: 2024-03-14 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.13.584778
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.13.584778.full.pdf
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