Em muitos animais sociais, os indivíduos frequentemente ocultam os sinais de doença para evitar serem excluídos do grupo. No entanto, as pupas de formiga adotam uma abordagem totalmente diferente. Quando enfrentam uma infecção que não podem superar, produzem um sinal químico que avisa seus companheiros de ninho sobre o perigo que representam.

Resposta das Formigas Trabalhadoras ao Sinal de Alerta

Assim que as formigas operárias percebem esse sinal, elas agem com rapidez. Elas abrem o casulo da pupa infectada, fazem pequenos cortes em sua superfície externa e aplicam ácido fórmico, um composto antimicrobiano natural que as próprias formigas produzem. Este tratamento elimina os patógenos presentes na pupa, embora resulte na morte da própria pupa.

“O que à primeira vista parece um sacrifício, na verdade, também traz benefícios para quem sinaliza: isso protege seus companheiros de ninho, com os quais compartilha muitos genes. Ao alertar a colônia sobre sua infecção mortal, as formigas terminais ajudam a manter a saúde da colônia e a gerar novas colônias filhas, o que, indiretamente, transmite os genes do sinalizador para a próxima geração,” explica Erika Dawson, primeira autora do estudo e ex-pesquisadora do grupo de pesquisa em Imunidade Social, liderado por Sylvia Cremer no ISTA.

A pesquisa, realizada com o ecólogo químico Thomas Schmitt da Universidade de Würzburg, na Alemanha, documenta pela primeira vez essa forma de sinalização altruísta em insetos sociais. Sem um sistema de alerta como esse, uma formiga moribunda poderia se tornar altamente contagiosa e ameaçar toda a colônia. Ao sinalizarem sua condição antecipadamente, as formigas incuráveis possibilitam que a colônia elimine a ameaça antes que ela se amplie.

Por que Colônias de Formigas Dependem de Cooperação Extrema

Em nível de colônia, as formigas atuam como um “superorganismo”, onde diferentes membros desempenham papéis essenciais para a sobrevivência do grupo. As rainhas concentram-se na reprodução, enquanto as operárias cuidam de tudo, desde alimentação até manutenção do ninho e saúde. Isso espelha a divisão do trabalho no corpo humano, onde células reprodutivas geram descendência e outras células realizam funções biológicas diárias.

Tanto organismos quanto superorganismos dependem da estreita cooperação entre componentes reprodutivos e não reprodutivos. Nas formigas, essa cooperação é tão ampla que inclui comportamentos que beneficiam a colônia mesmo às custas do indivíduo, como o sacrifício de pupas terminalmente infectadas.

Por que um Sinal de Alerta Precoce é Necessário

Uma pergunta natural é por que as formigas desenvolveram um sistema de alarme tão sofisticado se os indivíduos doentes podem simplesmente se retirar. Cremer explica: “As formigas adultas que se aproximam da morte deixam o ninho para morrer fora da colônia. Da mesma forma, as operárias que entraram em contato com esporos de fungos praticam distanciamento social.” No entanto, essa opção não está disponível para as larvas, que não podem se mover de forma independente. Assim como células infectadas no corpo, elas necessitam de ajuda externa.

Pupas em desenvolvimento e células do corpo enfrentam desafios semelhantes e utilizam estratégias parecidas. Ambas liberam pistas químicas que atraem células imunes ou formigas operárias, permitindo que esses ajudantes removam fontes potenciais de infecção. Os imunologistas denominam esse sinal como o “sinal de me encontre e me coma.”

“O sinal deve ser tanto sensível quanto específico,” acrescenta Cremer. “Deve ajudar a identificar todas as pupas de formiga terminalmente doentes, mas ser preciso o suficiente para evitar que se desencadeie a retirada das pupas saudáveis ou daquelas que conseguem superar a infecção com seu próprio sistema imunológico.” Isso levanta a questão de como tal precisão é alcançada.

Como a Infecção Altera o Aroma das Pupas

Schmitt, cujo trabalho se concentra na comunicação química em insetos sociais, observa que as operárias podem identificar uma única pupa doente entre muitas. “Isso significa que o cheiro não pode simplesmente se dispersar pelo compartimento do ninho, mas deve estar diretamente associado à pupa doente. Assim, o sinal não consiste em compostos voláteis, mas é constituído por compostos não voláteis na superfície corporal da pupa.”

Dois componentes do perfil aromático natural das formigas se intensificam quando uma pupa está fatalmente infectada. Para testar se essa mudança de odor por si só desencadeia a resposta de desinfecção, os pesquisadores transferiram o aroma alterado para pupas saudáveis e monitoraram o comportamento das operárias.

“Extraímos o cheiro das pupas sinalizadoras e aplicamos a larvas saudáveis,” diz Cremer. Os resultados mostraram que o odor sozinho era suficiente para fazer com que as operárias desmantelassem as pupas tratadas, demonstrando que o aroma alterado das larvas terminalmente infectadas funciona da mesma forma que o sinal de “me encontre e me coma” observado em células corporais infectadas.

Por que Apenas Algumas Pupas Enviam o Alerta

De acordo com Dawson, nem toda a prole emite esse sinal de alarme. “As pupas de rainha, que possuem defesas imunológicas mais fortes do que as pupas de trabalhador e podem controlar a infecção por conta própria, não foram observadas emitindo esse sinal de alerta para a colônia,” explica ela. No entanto, as pupas de trabalhadores, que não tinham essa capacidade, realmente sinalizavam por ajuda.

Ao sinalizar apenas quando uma infecção não pode ser controlada, as larvas garantem que a colônia responda apenas a ameaças genuínas. Isso previne a perda desnecessária de indivíduos que ainda são capazes de se recuperar. Cremer conclui: “Essa coordenação precisa entre o nível individual e o da colônia é o que torna essa sinalização altruísta de doenças tão eficaz.”

Informações sobre Estudos com Animais

Para compreender melhor processos biológicos fundamentais, como os da biologia comportamental, imunologia ou genética, é essencial realizar pesquisas com animais. Nenhum outro método, incluindo abordagens in silico, pode substituir completamente esses estudos. Todos os animais utilizados nos experimentos são coletados, criados e tratados de acordo com regulamentos legais rigorosos.