Estudo desvenda mecanismo evolutivo que pode levar ao controle de formigas

Pesquisa investigou as relações de simbiose e parasitismo estabelecidas entre as saúvas e outras formigas cortadeiras com dois gêneros de fungos

José Tadeu Arantes | Agência FAPESP – A perspectiva de controle biológico das populações de formigas cortadeiras está no horizonte de um estudo recentemente publicado na revista Royal Society Open Science, da Royal Society britânica: “Shared Escovopsis parasites between leaf-cutting and non-leaf-cutting ants in the higher attine fungus-growing ant symbiosis”.

O estudo está diretamente associado a dois projetos apoiados pela FAPESP: “Sistemática e filogenia do fungo parasita Escovopsis associado às formigas Attini” e “Código de barras de DNA e potencial biotecnológico dos microfungos associados aos ninhos das formigas cortadeiras”.

“Esse estudo abriu um grande leque de possibilidades, tanto para o melhor conhecimento dos fungos do gênero Escovopsis, que podem promover o eventual controle biológico das formigas, quanto para a efetivação prática do controle em si”, disse à Agência FAPESP o biólogo André Rodrigues, professor do Departamento de Bioquímica e Microbiologia da Universidade Estadual Paulista (Unesp), em Rio Claro, e coordenador do Laboratório de Ecologia e Sistemática de Fungos da mesma universidade.

Rodrigues é orientador do autor principal do estudo, Lucas Andrade Meirelles, e um dos signatários do artigo publicado na revista da Royal Society. A pesquisa também contou com a participação de pesquisadores da University of Texas, em Austin, nos Estados Unidos, onde Meirelles desenvolveu parte de seu projeto de mestrado, com Bolsa Estágio de Pesquisa no Exterior da FAPESP.

A possibilidade do controle biológico baseia-se em uma intrincada relação de simbiose e parasitismo estabelecida entre 65 milhões e 50 milhões de anos atrás. É que os fungos do gênero Escovopsis parasitam e, no limite, destroem os fungos da espécie Leucoagaricus gongylophorus, que vivem em simbiose com as formigas da tribo Attini, como as saúvas e as quenquéns.

“Essas formigas cultivam o Leucoagaricus gongylophorus no interior de suas colônias. O fungo cresce em câmaras no interior do formigueiro na forma de micélio, uma estrutura filamentosa que lembra o algodão. As formigas alimentam seu parceiro fúngico com as plantas que cortam e se apropriam de pequenas vesículas cheias de nutrientes que o fungo forma em seus filamentos. As operárias extraem essas vesículas e utilizam-nas para alimentar as larvas”, informou Rodrigues.

Tecnicamente, Leucoagaricus gongylophorus é um cogumelo. Mas as formigas procuram inibir a formação de tal estrutura, pois esse é o modo como o fungo se reproduz e gera diversidade genética. Então, quando o Leucoagaricus gongylophorus começa a formar cogumelos, as formigas rapidamente eliminam essa variante para que ele se mantenha apenas como micélio. “Há uma hipótese evolutiva segundo a qual as formigas forçam o fungo a manter a mesma forma em todas as colônias, descartando variantes que poderiam não ser favoráveis ao processo associativo”, acrescentou o pesquisador.

Parasitismo

Talvez tão antigo quanto a “domesticação” do fungo Leucoagaricus gongylophorus pelas formigas cortadeiras seja o parasitismo exercido sobre este pelos fungos do gênero Escovopsis: algo na escala de tempo de dezenas de milhões de anos. Mas isso só se confirmou no final da década de 1990. “Os Escovopsis parasitam oLeucoagaricus gongylophorus. E as pesquisas de laboratório mostraram que as colônias de formigas infectadas pelos Escovopsis acabam morrendo depois de algum tempo”, afirmou Rodrigues.

A possibilidade de que os humanos venham a se utilizar desse parasitismo para o controle biológico das cortadeiras é favorecida pelo fato de que, apesar de já terem sido procurados em vários lugares, os Escovopsis não foram encontrados em nenhum outro ambiente além das colônias dessas formigas. “O fato de eles aparentemente não atacarem outros organismos além dos alvos confere uma certa segurança ao seu emprego. Além disso, os estudos mostraram que a especificidade da ação dos Escovopsis se deve ao fato de que eles evoluíram em conjunto com as formigas e o Leucoagaricus gongylophorus, em uma associação que remonta a dezenas de milhões de anos”, sublinhou o pesquisador.

Mas, exatamente devido à antiguidade dessa associação, o emprego dos Escovopsis como agentes de controle não é tão simples quanto parece à primeira vista. Pois, ao longo do tempo, as formigas desenvolveram recursos para se livrar desses indesejáveis parasitas. Elas os colocam para fora dos formigueiros por meios mecânicos, removendo-os com as mandíbulas, ou os eliminam por meios químicos, liberando sobre eles substâncias fungicidas. Estas são produzidas por bactérias nas cutículas que recobrem os corpos das formigas. E isso coloca em cena um quarto organismo, a bactéria Pseudonocardia, responsável pela produção do antifúngico, o que torna esse intrincado quebra-cabeça evolutivo ainda mais fascinante.

“Há uma incessante corrida evolutiva: as formigas desenvolvendo associações com as bactérias para remover os patógenos das colônias; e os patógenos tentando sobrepujar esses mecanismos de defesa do formigueiro”, enfatizou Rodrigues.

Uma possível estratégia humana para colocar essa corrida evolutiva a seu favor seria tirar partido da grande diversidade de espécies abrigadas no gênero Escovopsis. “Os estudos anteriores haviam identificado e descrito sete espécies. Reunindo materiais de diversas regiões do país, nós levantamos a maior amostragem desse parasita de que se tem conhecimento, com algo em torno de 20 espécies além daquelas anteriormente descritas”, disse o pesquisador. 

Jardins de fungos

De ponto de vista taxonômico, a descrição dessas espécies recém-descobertas oferece um vasto material de trabalho para os estudiosos. E uma pesquisa conduzida atualmente por Rodrigues, também com apoio da FAPESP, explora tal possibilidade: “Filogenia de fungos parasitas associados aos jardins das formigas da tribo Attini”. Do ponto de vista da teoria da evolução, há muito o que aprender com essa intrincada associação entre insetos, fungos pertencentes a dois gêneros diferentes e bactérias. “Nosso estudo abriu várias janelas para investigação”, reconheceu o pesquisador.

Rodrigues relatou que o trabalho de campo consiste em localizar as colônias de formigas e acessar ali aquilo que os pesquisadores chamam de “jardins de fungo”. São estruturas semelhantes a esponjas onde se concentram o micélio do Leucoagaricus gongylophorus e todo o substrato vegetal constituído pelas folhas e flores que as formigas cortam e levam para dentro do formigueiro.

“As colônias de saúvas chegam a reunir milhões de indivíduos. E se ramificam em câmaras e túneis que podem descer a profundidades superiores a 10 metros no subsolo. O que fazemos é escavar ao lado da colônia uma trincheira de dois a três metros de profundidade. E depois escavar lateralmente a parede da trincheira mais próxima do formigueiro para chegar às primeiras câmaras superficiais onde se encontram os jardins de fungo. Neles, além do Leucoagaricus gongylophorus, vamos achar também os parasitas Escovopsis”, informou.

O pesquisador lembrou que a caracterização da saúva e outras formigas cortadeiras como “pragas agrícolas” é uma decorrência direta da monocultura. Essas formigas estão presentes na Terra há milhões de anos. E sempre cortaram folhas de várias espécies vegetais. Uma vez que todas as outras plantas sejam retiradas do terreno para o cultivo de uma única variedade agrícola, como a laranja, por exemplo, não resta alternativa para as formigas senão cortar folhas dessa variedade. “Elas não são pragas por natureza. São pragas do ponto de vista de um modelo agrícola baseado na monocultura”, disse.

Rodrigues enfatizou que o atual estudo do qual participou, bem como a coleção de fungos Escovopsis reunida ao longo dos anos, só se tornaram possíveis graças a outros projetos apoiados pela FAPESP no Centro de Estudos de Insetos Sociais da Unesp. E mencionou os projetos temáticos “Estudo das potencialidades de algumas espécies vegetais e produtos naturais e sintéticos para o controle de formigas cortadeiras” e “Controle de formigas cortadeiras, estudos integrados”.