Ao examinar duas formigas do gênero Pheidole ao microscópio, a pesquisadora Erica Vong encontrou um detalhe inesperado. A antena mais curta pertencia a uma soldado, que tinha cabeça e corpo maiores. A mais longa era de uma operária. A observação levou uma equipe da Universidade de Ottawa, no Canadá, a investigar se aquele par era uma exceção. As medições revelaram que, em centenas de espécies do gênero, o tamanho do corpo ajuda a prever o das antenas dentro de cada casta. Entre operárias e soldados, essa relação muda.
Uma operária pode ter antenas mais longas que as de uma soldado
Nas colônias de Pheidole, as operárias menores convivem com soldados de corpo mais volumoso e cabeça bem maior. Se as antenas acompanhassem essa diferença de porte, seria de esperar que as das soldados ocupassem uma faixa de tamanhos superior. As medições mostraram outra coisa. As duas castas têm antenas que variam dentro de faixas sobrepostas. Assim, uma operária pode ter antenas tão longas quanto as de uma soldado, ou até mais longas, como aconteceu com os exemplares observados por Vong.
Quando os pesquisadores comparam apenas operárias, as maiores tendem a ter antenas mais longas. O mesmo vale quando a comparação envolve apenas soldados. A relação entre o tamanho de uma estrutura e o tamanho do corpo é chamada de alometria. O resultado mostra que essa relação pode se manter dentro de cada casta e mudar quando os dois grupos são comparados. Leia o estudo publicado na revista PNAS.
Para verificar a abrangência do padrão, a equipe reuniu dados de campo, exemplares de coleções de museus e resultados de experimentos em laboratório. A análise de 565 espécies mostrou que a sobreposição no tamanho das antenas é comum no gênero. Ao comparar Pheidole com outros grupos, os autores levantaram a hipótese de que o padrão tenha surgido perto do ancestral comum que essas formigas compartilham com Cephalotes, gênero conhecido como formigas-tartaruga.
O que acontece quando a colônia muda os sinais que envia às larvas
A comparação entre espécies mostrou onde o padrão aparece. Para investigar como ele se forma, os cientistas fizeram experimentos com Pheidole dentata. Nessa espécie, o desenvolvimento das larvas responde tanto à ação de hormônios quanto a sinais do ambiente social. Entre eles está um feromônio que inibe o desenvolvimento de novas soldados. A equipe também investigou a participação do hormônio juvenil e de sinais internos que ajudam a coordenar o crescimento de diferentes partes do corpo.
Ao alterar essas condições, os pesquisadores obtiveram formas que raramente aparecem no desenvolvimento habitual. Entre elas estavam as chamadas nanossoldados, que tinham corpo do tamanho de uma operária e cabeça com tamanho e formato de soldado. A equipe também identificou formas que chamou de nano-operárias. Essas combinações mostraram que mudanças nos sinais recebidos durante o desenvolvimento podem alterar a relação entre o crescimento da cabeça e o do restante do corpo. Veja como a Universidade de Ottawa descreve os experimentos.
Esse efeito ajuda a explicar por que os pesquisadores descrevem a colônia como um superorganismo. O termo chama a atenção para a influência do grupo sobre cada indivíduo. Os sinais produzidos dentro da colônia ajudam a definir quantas formigas se desenvolvem como soldados e também podem influenciar as proporções do corpo de cada uma.
Por que o tamanho das antenas importa
As antenas ajudam as formigas a detectar sinais químicos e físicos, explorar o ambiente e se comunicar com outras integrantes da colônia. Seu tamanho e sua forma podem influenciar a quantidade e a disposição das estruturas sensoriais. Por isso, entender como elas crescem ajuda a investigar de que maneira formigas com corpos diferentes percebem o ambiente ao redor.
Os autores levantam a hipótese de que essa flexibilidade tenha contribuído para a evolução de sistemas de castas mais complexos. No caso de Pheidole, ela permite que uma colônia tenha soldados com cabeças muito maiores e, ao mesmo tempo, preserve nas duas castas uma faixa semelhante de tamanhos de antena. A comparação que começou ao microscópio acabou mostrando como a evolução pode ampliar a diferença entre os corpos sem ampliar, na mesma medida, a diferença entre suas estruturas sensoriais.
