doi.org/10.7554/eLife.86843.3
Credibilidade: 999
#Habitat
O novo estudo indica que a humidade ajuda a orientar os insetos nas suas tarefas.
As térmitas são frequentemente referidas como os arquitetos da natureza. Os seus ninhos, que podem atingir vários metros de altura, possuem estruturas complexas e elaboradas, galerias que asseguram uma comunicação eficiente e que ventilam automaticamente o interior do ninho de uma forma que faria a inveja dos engenheiros humanos. Como podem milhares ou milhões de insetos coordenar o seu trabalho para construir ninhos sólidos e funcionais para a colónia?
Um novo estudo coordenado por Andrea Perna, professor de sistemas complexos na Escola de Estudos Avançados do IMT de Lucca, e publicado na revista eLife, identificou agora o mecanismo único utilizado pelas térmitas para realizar tarefas tão extraordinárias.
Para realizar a sua experiência laboratorial com térmitas da espécie Coptotermes gestroi (originária do Sul da Ásia, mas que se espalhou para a costa leste dos Estados Unidos), os investigadores criaram pequenas arenas com estruturas artificiais de diferentes alturas e formas, utilizando argila húmida.
Em seguida, recolheram pequenas populações de térmitas de uma colónia maior e quantificaram o seu comportamento de construção em resposta a estas estruturas, seguindo em vídeo a atividade de todas as térmitas da população, ao mesmo tempo que caracterizavam as alterações na estrutura 3D. Desta forma, foi possível testar várias hipóteses para descobrir o mecanismo de coordenação utilizado para a construção de ninhos.
Experiências e conhecimentos comparativos
No caso das formigas, que – para além das térmitas – são o outro grande grupo de insetos capaz de construir estruturas grandes e complexas, por exemplo, acredita-se que as formigas impregnam o material de construção com uma feromona, uma substância química que atrai outras formigas para o local de construção e lhes “diz” onde construir. Desta forma, a ação de uma formiga operária desencadeia a atividade de outras formigas num processo de auto-amplificação.
Se as térmitas, tal como as formigas, também dependessem de feromonas para orientar a sua atividade de construção, então não deveriam mostrar uma preferência por depositar os seus pellets de material de construção num determinado local, porque não havia feromonas nas arenas artificiais preparadas pelos experimentadores. Mas não foi esse o caso: enquanto as recolhas de pellets ocorreram por todo o lado na arena, as deposições estavam todas localizadas no topo de estruturas já existentes. Talvez pudessem avaliar a elevação de pequenos pilares e heterogeneidades no solo e, desta forma, continuariam a adicionar material de construção em cima de estruturas já existentes. Mas também não foi esse o caso: de fato, as térmitas depositaram os seus pellets de construção com igual probabilidade tanto em pilares baixos como em pilares altos.
Outra hipótese era que as térmitas poderiam ser capazes de sentir a curvatura do substrato de construção, uma vez que alguns modelos anteriores tinham mostrado que a adição constante de pellets nos locais de maior curvatura é suficiente para produzir estruturas muito complexas que se assemelham aos ninhos de térmitas de algumas espécies. “Nas nossas simulações, observámos que pequenas heterogeneidades da superfície têm uma curvatura mais elevada do que o substrato plano circundante e, por isso, são expandidas para formar um pilar, as extremidades pontiagudas dos pilares, por sua vez, atraem mais deposições de material de construção e continuam crescendo até se dividirem ou fundirem com outro pilar, e assim por diante; podem formar-se estruturas muito complexas com esta regra simples”, diz Giulio Facchini, primeiro autor do estudo e investigador do CNRS Institut Matière et Systèmes Complexes em Paris, França.
De fato, quando as térmitas foram confrontadas com os estímulos artificiais fornecidos nas experiências, preferiram sempre construir nos locais de maior curvatura, adicionando pellets no topo dos pilares (independentemente da sua altura), e quando lhes foi fornecido um pequeno estímulo de parede, continuaram mais frequentemente a adicionar pellets nos dois cantos da parede, os dois pontos onde a curvatura atinge o seu máximo.
Compreender as capacidades sensoriais das térmitas
O problema é: como é que as térmitas conseguiam sentir de forma tão fiável a curvatura das estruturas que estavam a construir? Os investigadores tinham uma pista de que a evaporação da água e a humidade poderiam ter a ver com isso. “As térmitas são muito sensíveis às concentrações de humidade: ao contrário da maior parte dos outros insetos, têm um exoesqueleto fino e uma pele macia, o que significa que mesmo uma exposição prolongada a níveis de humidade inferiores a 70% pode ser letal para elas”, explica Perna. “Não é surpreendente que consigam sentir estes gradientes de humidade e responder-lhes com o seu comportamento”.
Mas como prová-lo? “Encontrámos uma solução que foi descrita como ‘very ingenious low tech solution’: por um dos revisores anónimos da revista eLife: preparámos arenas experimentais idênticas às utilizadas com as térmitas, mas desta vez impregnando o barro com uma solução salina de bicarbonato de sódio. À medida que a água da solução salina se evaporava, deixava para trás pequenos cristais de sal, cujo crescimento marcava as regiões de maior evaporação: eram as pontas dos pilares, os cantos das paredes: exatamente as mesmas regiões que as térmitas tinham selecionado para a sua atividade de construção!” explica Facchini.
“O que realmente nos surpreendeu foi descobrir que as térmitas utilizam uma solução tão simples para um problema muito complexo”, comenta Perna. “Nas nossas experiências, a complexidade dos ninhos emerge de um único mecanismo simples: as térmitas só precisam de adicionar pellets de material em função da humidade local, mas os pellets que adicionam, por sua vez, alteram todo o padrão de evaporação e humidade, induzindo outras térmitas construindo num local diferente, e assim por diante, até se produzirem estruturas muito complexas.”
Publicado em 15/04/2024 11h13
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