Evolução aprisionou um besouro em uma simbiose obrigatória com uma formiga agressiva, revelou estudo

Figura 1. Besouro da espécie S. lativentris interagindo com uma formiga operária de L. occdentale. A interação serve para adquirir o perfil de hidrocarbonetos cuticulares da formiga, levando a uma mimetização química perfeita pelo simbionte. Ref.1

Muitos insetos buscam abrigo, proteção e recursos diversos dentro de colônias de formigas e vários deles evoluíram estratégias no sentido de não serem detectados como invasores. Em um estudo publicado no periódico Science (Ref.1), pesquisadores investigaram e descreveram uma espécie de besouro (Sceptobius lativentris) que vive em uma dependência obrigatória com formigas agressivas da espécie Liometopum occidentale. Ao longo do desenvolvimento, esses besouros perdem a capacidade de produzir a própria "película corporal" formada por hidrocarbonetos e precisam constantemente roubá-la das formigas, esfregando o corpo contra esses insetos. Isso ao mesmo tempo fornece uma "capa de invisibilidade" que evita detecção hostil por parte das formigas. E o besouro fica quase que "viciado" nas formigas e incapaz de escapar da relação de dependência. Um beco sem saída evolucionário.

"Claramente é um ponto de não retorno," disse em entrevista a bióloga evolucionária Rachelle Adams, da Universidade do Estado de Ohio, EUA, comentando sobre o estudo (Ref.2).

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Os mirmecófilos são organismos simbióticos adaptados à vida dentro de sociedades de formigas e representam um arquétipo de especialização ecológica extrema. Estima-se que existam aproximadamente 100 mil dessas espécies, incluindo muitos táxons fenotipicamente elaborados que desenvolveram estratégias comportamentais e químicas sofisticadas para infiltrar e explorar parasiticamente as colônias hospedeiras.

As associações mirmecófilas são frequentemente complexas em termos sociais, obrigatórias e altamente específicas para uma única espécie de formiga. Observa-se mortalidade rápida de alguns mirmecófilos após a remoção desses animais do ambiente da colônia hospedeira. Nesse sentido, os mirmecófilos fornecem um paradigma para desvendar os mecanismos associados às dependências simbióticas obrigatórias em relação a organismos hospedeiros específicos.

Evidências indicam que os mirmecófilos podem ser fortemente atraídos por formigas hospedeiras, realizando comportamentos como "limpeza" (grooming) de formigas, fixação forética aos corpos das formigas, alimentação boca a boca (trofalaxia) e navegação em trilhas de forrageamento (transporte e busca de alimento) de formigas.

Três espécies de formigas do gênero Liometopum (Formicidae: Dolichoderinae) são amplamente distribuídas no sudoeste da América do Norte, formando vastas colônias de aproximadamente ~1 milhão de operárias que forrageiam em centenas de metros quadrados de habitat. Cada espécie de Liometopum hospeda uma das três espécies mirmecófilas do gênero de besouros estafilinídeos Sceptobius (Staphylinidae) (Fig.2). Especula-se que esses besouros tenham coevoluído com as formigas Liometopum, sendo cada besouro específico de seu hospedeiro, apesar das áreas de distribuição parcialmente simpátricas das três espécies de formigas.

Figura 2. Três espécies simbióticas de Sceptobius e as espécies hospedeiras correspondentes de Liometopum. Ref.1

Entre esses táxons, as espécies Sceptobius lativentris e Liometopum occidentale são abundantes no sul da Califórnia, EUA. O besouro S. lativentris exibe estrita fidelidade ao parceiro no ambiente natural, tendo sido registrado exclusivamente em colônias de L. occidentale. Os besouros são fortemente integrados à sociedade hospedeira e atraídos por formigas. Quando colocado junto com uma formiga operária, o besouro sobe em seu corpo, prendendo a antena da formiga com suas mandíbulas (vídeo mostrando esse comportamento: acesse aqui).

Preso à formiga dessa maneira, o besouro passa a "limpar" repetidamente a superfície do corpo da operária com seus tarsos (porções articuladas nas pernas), alternando com o ato de esfregar os tarsos no próprio corpo.

Esse comportamento serve para transferir hidrocarbonetos cuticulares - que atuam como feromônios para o reconhecimento de companheiras de ninho das formigas, que formam uma camada cerosa nos corpos das operárias - para a cutícula do besouro. Por meio dessa interação social, o besouro alcança mimetismo químico perfeito, com seu "perfil orgânico de revestimento" correspondendo exatamente ao da formiga, o que lhe permite ser aceito em sua colônia hospedeira.

E, importante, os hidrocarbonetos cuticulares da formiga também fornecem uma barreira cerosa que protege contra a desidratação (reduz a perda de água corporal para o ambiente).

Portanto, os besouros precisam estar sempre próximos das formigas e interagindo com essas últimas. Isso é essencial para a sobrevivência do simbionte. Aliás, o Sceptobius pode passar mais da metade do tempo de vida adulta se esfregando nas formigas. Os besouros são incapazes de viver longe de seus hospedeiros, morrem rapidamente quando isolados das colônias e ainda são incapazes de voar.

O besouro S. lativentris só deixa a colônia de formigas quando as fêmeas precisam depositar os ovos em solo próximo. Após a eclosão dos ovos, os filhotes [larvas] rastejam até a colônia de formiga mais próxima, escalando a árvore associada para ter acesso.

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No novo estudo, o pesquisador Dr. Thomas Naragon, da Universidade da Califórnia, EUA, e colaboradores resolveram investigar em mais detalhes as larvas e o DNA do besouro S. lativentris.

Primeiro, eles descobriram que as larvas e os adultos encontram as formigas e a colônia hospedeira ao seguir trilhas impregnadas com dois feromônios iridoides (iridodial e nepetalactol) produzidos pelas formigas. Em seguida, eles mostraram que as larvas precisam produzir os hidrocarbonetos cuticulares por conta própria para proteger o corpo no ambiente fora da colônia de formigas. As enzimas necessárias para a síntese desses compostos existem no besouro e são ativas na larva. De fato, os pesquisadores mostraram que os genes que codificam essas enzimas estão presentes no besouro.

Experimentos e testes subsequentes mostraram que antes da entrada da larva na colônia, esses genes são silenciados, interrompendo a produção dos hidrocarbonetos e tornando-a quase invisível para as formigas - devido à ausência da "capa química" de potencial reconhecimento hostil.

O estudo também demonstrou que quando os besouros adultos são isolados das formigas em laboratório, eles se tornam hiperativos, aparentemente procurando por formigas para se esfregar. Os hidrocarbonetos cuticulares são perdidos e os besouros se tornam desidratados dentro de 1 dia. Mesmo em ambiente controlado úmido, os besouros morrem dentro de ~2 dias em isolamento.

Em outras palavras, os genes silenciados se tornam inativos permanentemente ao longo da fase adulta, tornando os besouros dependentes das formigas para sobrevivência: uma simbiose irreversível. E isso também significa que os besouros não podem retornar a um estilo de vida independente através de um típico processo evolutivo.

Se uma mutação aleatória fizesse com que um besouro produzisse seu próprio revestimento de hidrocarbonetos na fase adulta, ele ainda seria atraído pelas formigas - um comportamento inato independente - e seria prontamente detectado e morto. Mas se uma mutação diferente libertasse o besouro da sua atração pelas formigas, o besouro pararia de coletar o revestimento ceroso das formigas e morreria de desidratação.

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