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Colônias de cupins femininos reproduzem sem entrada masculina

Com apenas alguns milímetros de comprimento, seus corpos macios e pastosos chegavam aos milhares. Mesmo sob o microscópio, os machos e as fêmeas mal se distinguiam, mas Toshihisa Yashiro já havia começado a contar. Centenas de cupins no censo, as dúvidas de Yashiro finalmente começaram a desaparecer - não havia um único macho a ser encontrado.

Hoje, na revista BMC Biology, a equipe de pesquisa de Yashiro relata a descoberta de colônias de térmicas exclusivamente femininas em todas as regiões do sul do Japão, representando as primeiras populações de cupins assexuadas conhecidas no mundo.

No começo, era difícil acreditar. "Assim como as sociedades de gênero em humanos, as colônias de cupins geralmente têm números iguais de homens e mulheres", explica Yashiro, biólogo da Universidade de Sydney. “Tanto homens quanto mulheres trabalham igualmente para fazer a sociedade funcionar.”

Durante o trabalho de campo na costa do Japão, Yashiro e seus colegas ficaram surpresos ao tropeçar em várias populações de cupins nakajimai Glyptotermes que pareciam ser exclusivamente do sexo feminino. A única maneira de essas colônias se sustentarem seria através da reprodução assexuada, mas o ônus da prova de Yashiro era enorme. Para testar essa teoria, ele teria que excluir meticulosamente a presença de machos em colônias de milhares de insetos.

Então Yashiro e sua equipe começaram a contar. Ao longo de um ano e meio, os pesquisadores fizeram sexagem de milhares de pequenos cupins de dez áreas de campo que se estendem pelo continente do Japão e por várias ilhas vizinhas. Não demorou muito para as diferenças geográficas surgirem. Em Honshu, a maior e mais populosa ilha do Japão, bem como as ilhas de Amami-Oshima, Okinawa e Ogasawara, o equilíbrio típico de cinqüenta e cinqüenta gêneros estava intacto. Mas em Shikoku e Kyushu - as duas menores das quatro ilhas principais do Japão - os caras haviam desaparecido.

Embora Yashiro e seus colegas tenham examinado mais de 100 indivíduos de cada uma das 74 colônias diferentes, eles precisavam ter certeza. Felizmente para os pesquisadores, uma vez que uma rainha termite com sucesso, ela carrega esse distintivo para a vida na forma de uma pequena bolsa acumuladora de esperma. Quando a equipe destrancou esses pequenos tesouros, eles descobriram que, enquanto as colônias mistas eram lideradas por rainhas com sêmen de sobra, as monarcas de todas as mulheres carregavam apenas tanques vazios.

Rainha madura da térmita cercada por trabalhadores e por soldados. Rainha madura da térmita cercada por trabalhadores e por soldados. (CSIRO / CC BY 3.0)

Para confirmar ainda mais a reprodução assexuada, os pesquisadores se voltaram para o exame de ovos - centenas deles. Enquanto quase metade dos ovos de populações mestiças foram inseminadas, nenhum óvulo fertilizado de uma colônia feminina foi encontrado. Apesar disso, os ovos em ambas as populações eclodiram em aproximadamente as mesmas taxas. As regiões mais ao sul do continente japonês pareciam apoiar apenas cupins virgens não contatados - e estavam prosperando.

Rebeca Rosengaus, uma sociobióloga de insetos e ecologista comportamental da Northeastern University que não era afiliada ao estudo, diz que ficou “impressionada”, elogiando o trabalho como “completo” e “muito abrangente”. “Nenhum estudo no passado [descreveu] uma eliminação completa dos machos ”, acrescenta ela. "Isso é completamente novo e excitante."

Os cupins nunca foram particularmente românticos (com suas tendências de mastigar madeira, eles são indiscutivelmente os mais pequenos destruidores da natureza). Mas, na verdade, a maioria dos cupins é monogâmica. Quando machos e fêmeas atingem a maturidade sexual, embarcam em um vôo nupcial em busca de bens imóveis apropriados para sua futura família, consumando apenas o sindicato ao fixar residência em seus novos bairros. Aqui, o recém-ungido rei e rainha criará um exército de trabalhadores e membros da realeza futura, organizados em castas semelhantes às vistas nas abelhas.

Embora as estruturas sociais de cupins e abelhas apresentem algumas semelhanças notáveis, as duas linhagens são evolutivamente distantes. Os cupins (que são tecnicamente um tipo de barata) parecem ter evoluído suas tendências monárquicas independentemente, e diferenças adicionais existem entre as espécies também. Por exemplo, os cupins empregam soldados masculinos e femininos, enquanto toda a força de trabalho em uma colmeia é feminina - uma legião de irmãs que servem sob uma rainha ocupada, com praticamente nenhuma contribuição dos poucos machos sem ferrão.

Essas comunidades que favorecem a mulher são facilitadas pela maneira incomum que as abelhas são conhecidas por se reproduzir sexualmente. Ao contrário dos descendentes humanos (e da maioria das térmitas), que herdam genes de cada progenitor que produzem XX fêmeas e machos XY, as abelhas podem eclodir de ovos fertilizados e ovos não fertilizados. Os filhotes de óvulos não fertilizados recebem apenas cromossomos da mãe, criando machos XO com metade dos cromossomos de suas fêmeas. Assim, na maioria das abelhas, as fêmeas só podem eclodir de óvulos fertilizados, e todos os ovos fertilizados eclodem fêmeas, exigindo uma contribuição masculina para sustentar a espécie.

No entanto, algumas linhagens de abelhas foram identificadas nos últimos anos que eclodem fêmeas de ovos não fertilizados, dobrando-se nos cromossomos da mãe. Essa troca simples pode ter consequências poderosas, já que as fêmeas agora geram fêmeas sem a necessidade de caçar espermatozóides, permitindo que algumas populações de abelhas se reproduzam sem machos. Os cupins, ao que parece, podem se engajar em reproduções similares de espermatozóides - mas, ao contrário de uma colméia, uma colônia de cupins que eliminou os machos poderia superar completamente a estrutura social preexistente.

"É dramático que ... os homens não são essenciais para a manutenção de sociedades animais nas quais eles anteriormente desempenhavam um papel social ativo", diz Yashiro. E, como ressalta a entomologista Laura Lavine, da Universidade Estadual de Washington, não somos exatamente estranhos aos cupins. Por que demorou tanto tempo para localizar os amazônidas aterrorizantes do mundo dos insetos?

Algumas colônias de cupins selvagens foram observadas reproduzindo-se assexuadamente antes, mas acredita-se que esse comportamento em colônias de sexo misto ajude a evitar a endogamia entre os reis férteis e seus próprios descendentes. As rainhas têm a capacidade de chocar ovos não fertilizados em novas rainhas, mas no final do dia, a maioria dos cupins continua sendo fornicadores de clima razoável. Após os movimentos com assexualidade, as rainhas geralmente se reúnem em seus reis.

O fato de a maioria dos cupins ainda não ter transitado para a castidade pode ser devido a uma vantagem evolutiva da reprodução sexual. Como se constata, o sexo é útil para manter a saúde de uma colônia. Misturar os genes de ambos os pais gera diversidade em uma população, o que é útil quando ocorrem circunstâncias extremas, como doenças ou mudanças no ambiente.

Os cupins correm para uma área danificada do ninho para consertar o buraco. Os cupins correm para uma área danificada do ninho para consertar o buraco. (Departamento de Agricultura dos EUA / Scott Bauer)

Então, por que as populações exclusivamente femininas evoluíram? Para decifrar a resposta, Yashiro e seus colegas colocaram os cupins assexuados e sexuais lado a lado - literalmente. Quando mediram as noggins dos cupins-soldados das colônias exclusivamente femininas e mistas, os pesquisadores descobriram que, sem surpresa, aqueles em colônias apenas femininas pareciam muito mais parecidos. Mas neste caso, uniformidade não era necessariamente uma coisa ruim.

Com seus corpos relativamente não armados, os cupins não são construídos para a ofensiva. Em vez disso, quando a colônia está sob ataque, o principal modo de defesa do inseto geralmente envolve conectar as entradas aos ninhos com suas próprias cabeças. Uma variedade de tamanhos de cabeça pode realmente ser um fardo em vez de um benefício, o que significa que a perda de machos pode ter realmente capacitado essas lutadoras para sobreviver a um assalto.

Como a diversidade oferece uma proteção essencial diante das infecções microbianas, Rosengaus diz que será importante para o trabalho futuro analisar a suscetibilidade desses diferentes grupos à doença. É possível que colônias assexuadas e exclusivamente femininas tenham sobrevivido apenas em Shikoku e Kyushu, porque essas regiões não são tão contaminadas por patógenos de cupins, acrescenta Lavine, que não participou da nova pesquisa - mas essa teoria ainda precisa ser testada.

Por que as colônias dividem-se em comunidades assexuadas e sexuais em primeiro lugar, ninguém sabe. Baseado em evidências genéticas, Yashiro e sua equipe apontam a divisão em linhagens de cupins há cerca de 14 milhões de anos. Mas como as duas populações ainda existem lado a lado, "podemos estar testemunhando a evolução em ação", diz Rosengaus.

Como esses grupos de colônias estão separados geograficamente, eles provavelmente não estão mais se misturando - e é até possível que uma espécie completamente nova composta inteiramente de mulheres solteiras possa surgir no futuro.

Por enquanto, as duas populações ainda estão tecnicamente dentro da mesma espécie, mas essa descoberta provavelmente não será a última desse tipo. Espécies femininas de todo o reino animal vêm com maneiras inteligentes de ir sozinho. Os cupins podem ser conhecidos por almoçar em madeira - mas é seguro dizer que nem todas as mulheres precisam de madeira.

Colônias de cupins femininos reproduzem sem entrada masculina