Durante mais de seis décadas, os biólogos evolucionistas debateram se um sistema genético incomum partilhado por formigas, vespas e vespas ajudou a criar uma das formas mais complexas de organização social da natureza: a sociabilidade. Nas colónias sociais, a reprodução é partilhada entre rainhas e operárias, criando sociedades altamente cooperativas com funções especializadas.
Agora, uma nova pesquisa da Universidade Estadual do Arizona mostra que a genética por si só não pode explicar como estas sociedades complexas evoluíram.
Publicado em biologia atual, O estudo descobriu que a sociabilidade social parece ser mais desenvolvida entre insetos com sistema genético haplodiplóide. No entanto, quase todo esse padrão pode ser atribuído a um grupo específico: o Hymenoptera aculeate, que inclui abelhas, vespas e formigas que picam. Quando os insetos são considerados de forma mais ampla, a haplodiploidia por si só não pode prever com segurança se a sociabilidade irá evoluir.
Os resultados sugerem que o surgimento frequente de comunidades complexas de insetos pode depender mais das características biológicas específicas de grupos evolutivos específicos do que da forma como os cromossomos são herdados.
“As pessoas têm debatido esta hipótese há cerca de 60 anos”, disse Sachin Suresh, estudante de doutoramento na Escola de Ciências Biológicas da Universidade Estatal do Arizona e principal autor do estudo. Houve muitas previsões teóricas, mas experimentos comparativos formais entre insetos têm sido surpreendentemente raros.
Por que os insetos eussociais são tão incomuns?
A sociabilidade é uma das formas mais avançadas de organização social no mundo natural. As espécies que vivem desta forma formam colónias que se cruzam, cooperam na criação dos jovens e partilham responsabilidades reprodutivas. Apenas um ou alguns indivíduos se reproduzem, enquanto os demais servem como trabalhadores.
Todas as formigas são sociais, junto com as abelhas melíferas e algumas abelhas. Em contraste, a sociabilidade raramente apareceu em outros grupos de insetos, incluindo cupins, tripes, pulgões e alguns besouros.
Durante muitos anos, os cientistas concentraram-se na haplodiploidia como uma possível explicação para a evolução deste estilo de vida em formigas, abelhas e vespas. Sob este sistema genético, as fêmeas se desenvolvem a partir de óvulos fertilizados e possuem dois conjuntos de cromossomos, enquanto os machos se desenvolvem a partir de óvulos não fertilizados e possuem apenas um conjunto.
Esse arranjo pode aproximar as irmãs dos filhos. A teoria evolucionista sugere, portanto, que as fêmeas podem por vezes obter uma maior vantagem evolutiva ajudando a criar as suas irmãs do que produzindo os seus próprios descendentes.
Essa ideia tornou-se muito influente na biologia evolutiva e acabou aparecendo amplamente nos livros didáticos de biologia. Apesar da sua importância, esta hipótese raramente foi avaliada utilizando grandes conjuntos de dados experimentais cobrindo uma ampla gama de insetos.
Testando uma ideia evolutiva de 60 anos
Para colocar esta hipótese em larga escala, Suresh e o autor sênior Timothy Linkswire coletaram dados sobre comportamento social e genética de dezenas de milhares de espécies de insetos. Eles então sobrepuseram essas características em duas das maiores árvores genealógicas de insetos em nível de espécie.
Usando métodos filogenéticos comparativos, os pesquisadores estimaram como a sociabilidade evoluiu entre insetos com sistemas genéticos diferentes.
À primeira vista, as descobertas parecem apoiar a explicação tradicional. A sociabilidade parecia ser mais pronunciada entre os insetos haplodiplóides.
No entanto, uma investigação mais profunda revelou um quadro muito diferente. Quase todo o sinal estatístico veio de um ramo da árvore genealógica dos insetos.
“Quando o testamos formalmente, descobrimos que não havia nenhuma ligação real entre o sistema de determinação genética e a sociabilidade”, disse Suresh. “Tem mais a ver com fatores ambientais e características da história de vida dos insetos”.
Depois de contabilizar a história evolutiva incomum dos Hymenoptera, os pesquisadores descobriram que os insetos haplodiplóides fora desse grupo desenvolveram sociabilidade em taxas semelhantes às observadas nos insetos diplóides.
Quase 69.000 espécies apresentam padrões diferentes
As descobertas também se somam a pesquisas recentes que lançaram dúvidas sobre a verdadeira importância da haplodiploidia na evolução de comunidades complexas de insetos.
Examinando quase 69 mil espécies de insetos que representam uma ampla gama de diversidade de insetos, a equipe da Universidade Estadual do Arizona descobriu que a aparente conexão entre haplodiploidia e sociabilidade é em grande parte o resultado da história evolutiva dentro de linhagens específicas. Não parece representar uma lei biológica universal.
Isso aponta para outras características que podem ter ajudado formigas, vespas e vespas a formar colônias altamente cooperativas repetidas vezes.
Características como picadas, comportamentos especializados de nidificação e outras características biológicas podem ter criado condições que tornaram a cooperação mais benéfica e contribuíram para o surgimento de comunidades complexas de insetos.
Esta pesquisa representa um dos testes experimentais mais abrangentes de uma ideia fundamental da biologia evolutiva. Também destaca o valor da utilização de grandes conjuntos de dados comparativos para rever teorias que têm sido influentes durante décadas.
