No Panamá, no novo laboratório de neurobiologia do Smithsonian Tropical Research Institute, pesquisadores estão estudando como o cérebro da abelha tropical Megalopta genalis se relaciona com o comportamento de rainhas sociais e rainhas solitárias da espécie. O estudo está ajudando os cientistas a fazer grandes progressos na compreensão do comportamento social dos insetos.
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Depois de observar as abelhas durante as atividades diárias (coleta de alimentos e postura dos ovos), os pesquisadores descobriram um padrão interessante na região do cérebro responsável pelo aprendizado e pela memória. Nas rainhas de abelhas sociais, responsáveis por coordenar uma rede social de trabalhadores de abelhas, uma porção maior de seu cérebro é dedicada ao aprendizado e à memória do que em rainhas solitárias, que precisam fazer muito do trabalho por si mesmas.
Conversamos com Adam Smith, um pós-doutorando no estudo, para aprender mais sobre as espécies e o que as faz carrapatos.
Houve outros estudos que analisaram o tamanho do cérebro entre animais sociais e não sociais. Por que você decidiu se concentrar em abelhas, em vez de outra espécie social?
Dos quatro principais grupos de insetos sociais - cupins, abelhas, vespas e formigas - as abelhas são as únicas com espécies que podem alternar entre ser social e solitária. Todas as formigas e todos os cupins são sociais. Existem vespas sociais e solitárias, mas, pelo menos das espécies investigadas até o momento, nenhuma espécie única de vespa pode se reproduzir solitária e socialmente, como as abelhas Megalopta genalis podem.
Além disso, a neurobiologia e o desenvolvimento do cérebro das abelhas são muito bem estudados, e algumas outras espécies foram estudadas em muito menor grau. Juntos, esses estudos sugerem que influências ambientais, mesmo em insetos adultos, influenciam o desenvolvimento do cérebro. Isso nos levou a suspeitar que o ambiente social da Megalopta genalis também poderia influenciar o desenvolvimento do cérebro.
Qual é a diferença entre rainhas sociais e rainhas solitárias?
A semelhança mais importante entre os dois é que ambos se reproduzem - isto é, põem ovos. A principal diferença é que as rainhas sociais raramente deixam seu ninho e raramente procuram pólen e néctar. Eles só põem ovos. As rainhas solitárias, por outro lado, têm que fazer todos os deveres da reprodução. Eles devem coletar o alimento (pólen e néctar) para seus descendentes, assim como desenvolver óvulos nos ovários e depositá-los em células de ninho individuais com o alimento fornecido. As rainhas de abelhas sociais deixam muitos desses deveres para seus trabalhadores. A outra grande diferença entre as rainhas sociais e solitárias é que as rainhas sociais devem estabelecer e manter a dominância social sobre suas filhas, que ficam no ninho como trabalhadoras.
Do ponto de vista do desenvolvimento do cérebro, é importante notar que até os ninhos sociais começaram como ninhos solitários: uma fêmea constrói um ninho e põe ovos; depois, a primeira geração de filhas deixa o ninho para iniciar seus próprios ninhos ou fica em seus ninhos de natal como trabalhadores subordinados. Assim, enquanto as rainhas sociais raramente se alimentam, elas tiveram que, em um ponto, estabelecer seu ninho. A relação de dominância associada aos ninhos sociais, por outro lado, é exclusiva das rainhas sociais.
Você poderia explicar a hipótese social do cérebro, que você explorou neste estudo?
A hipótese do cérebro social propõe que as complexidades da vida social - acompanhar as hierarquias de dominância, as relações familiares, a identidade individual - são tão cognitivamente exigentes que exigem maior inteligência além do que os animais precisariam para o resto de suas vidas.
A previsão básica da hipótese do cérebro social é que, sendo todas as outras coisas iguais, as espécies sociais serão mais inteligentes que as solitárias. No entanto, existem alguns problemas práticos com isso. Uma é que a "inteligência" não é um traço específico que pode ser medido, de modo que o tamanho do cérebro ou o tamanho de regiões específicas do cérebro (como o córtex de mamíferos) geralmente são medidos. Outro problema é que "todas as outras coisas" raramente são iguais entre as espécies. Mesmo espécies intimamente relacionadas diferem em uma série de outras características. Por último, é difícil quantificar "socialidade". Por exemplo, algumas espécies podem viver em grandes grupos, mas com pouca interação complexa entre os indivíduos. Outras espécies podem viver em pequenos grupos, mas com relações sutis e duradouras entre os indivíduos. Qual destes seria mais cognitivamente exigente? As dificuldades inerentes às comparações entre espécies são o que nos motivou a usar a Megalopta genalis, porque os indivíduos dentro das espécies são muito semelhantes.
Você descobriu que a região cerebral responsável pelo aprendizado e pela memória é maior nas rainhas sociais. Isso significa que o cérebro em si é maior ou que funciona de maneira diferente?
A região do cérebro não era maior em termos absolutos, nem os cérebros em si eram maiores. O que foi maior foi a proporção de uma parte desta região do cérebro (o cogumelo neuropil do corpo) para outro (os corpos celulares Kenyon). Em estudos anteriores sobre o desenvolvimento do cérebro de abelhas, valores mais altos dessa relação resultam de um aumento nos desafios cognitivos, como o aprendizado de novos locais de referência ao redor do ninho. Assim, nossos dados sugerem que, como previsto pela hipótese do cérebro social, estabelecer e manter a dominância sobre um subordinado social é mais cognitivamente exigente do que a vida solitária.
A última parte de sua pergunta realmente atinge o cerne da questão: não sabemos o que essas diferenças significam em termos de como o cérebro funciona - seja para os estudos anteriores, que se concentraram em desafios de aprendizado mais tradicionais ou nos nossos, que focado nas diferenças sociais. Futuros estudos examinando a natureza das conexões neurais, e não apenas as diferenças no desenvolvimento do cérebro, são necessários para descobrir como as diferenças de desenvolvimento levam a diferenças funcionais.
Como esta informação é útil? Como pode uma futura pesquisa sobre abelhas?
Em termos de pesquisas futuras sobre abelhas, espero que motive mais estudos comparativos. Por exemplo, muitas abelhas da mesma família de Megalopta são comunais, o que significa que vivem juntas, mas não possuem hierarquias dominantes. Eles mostram padrões semelhantes de desenvolvimento cerebral? E mesmo entre as espécies puramente solitárias das abelhas, há aquelas que buscam apenas um tipo de flor e outras que coletam uma grande variedade de pólen. Os últimos mostram padrões mais flexíveis de desenvolvimento do cérebro, enquanto os primeiros são mais "hard wired" para forragear?
Este estudo deve ser útil para pesquisadores interessados na evolução do cérebro, pois mostra que você não precisa apenas usar primatas, com todas as dificuldades logísticas, éticas e científicas que eles envolvem, para estudar a evolução da inteligência social. Os insetos sociais, como um grupo, permitem uma gama mais ampla de comparações do que os vertebrados.
