Comportamento de Formigas, Resumos de Biologia

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Avelina Francisco Rafael Carolina J Sale Jaloi Juvêncio Ebristo Jorge José Jorge Estudo do comportamento das Formigas-urbanas Universidade Rovuma Nampula 2019

Avelina Francisco Rafael Carolina J Sale Jaloi Juvencio Ebristo Jorge José Jorge Estudo do comportamento das Formigas-urbanas Universidade Rovuma Nampula 2019 Trabalho de carácter avaliativo a ser apresentado na cadeira de Biologia de comportamento no âmbito do estudo de comportamento de comportamento de formigas Urbanas, leccionado pelo docente responsável da cadeira. Msc:Celestino Joao

Resumo O estudo do comportamento é certamente uma área fascinante para qualquer estudante de biologia, e ainda mais quando se trata de organismos sociais como formigas. No entanto, essa área requer abordagens rigorosas para uma real compreensão dos mecanismos próximos e distais em busca de comportamentos complexos. Formigas- urbanas têm sido o foco de um número crescente de pesquisas. Isso se deve ao fato delas serem vectores potenciais de doenças e patógenos em residências e hospitais, além de causarem alergias nas pessoas por causa de picadas. Algumas dessas formigas são invasoras e ameaçam a biodiversidade local, outras possuem adaptações que permitem a permanência e dominância nos ambientes urbanos perturbados, e por fim ambientes urbanos se tornam cada vez mais potenciais refúgios para a diversidade de espécies locais. Para entender todos esses aspectos, é preciso estudar detalhadamente o comportamento das diversas espécies que constituam as comunidades urbanas de formigas. Nesse capítulo, apresentamos considerações gerais sobre o estudo do comportamento e as especificidades de estudar o comportamento de formigas-urbanas. Depois fazemos uma apresentação dos cuidados experimentais gerais que devem ser levados em conta antes de engajar no estudo do comportamento de formigas-urbanas. Enfim, abordamos vários aspectos específicos do comportamento com exemplos mais detalhados dos experimentos realizados para estudá-los. Este são forrageamento, dominância e competição, reconhecimento social, reprodução, diferença interindividuais e intercoloniais e repelência e controle. Palavras-chave: Formigas-urbanas, Comportamento, Estudo, Biodiversidade

Introdução O que os cientistas comportamentais sabem sobre a complexidade do comportamento das formigas é frequentemente muito diferente de como outros mirmecólogos consideram o comportamento desses insectos. Com efeito, a complexidade dos mecanismos comportamentais e a variabilidade dentro e entre espécies de formigas muitas vezes têm sido negligenciadas. Isto se dá por três razões: em primeiro lugar, o estudo da biologia de formiga muitas vezes visa responder às perguntas onde comportamento, embora central para muitos aspectos de seus traços de ecologia e história de vida, é considerado apenas um elemento adicional, ou até mesmo uma variável de confusão, difícil de controlar, e que desfoca padrões importantes. Em segundo lugar, porque estudar o comportamento é muitas vezes um campo de pesquisa barato e geralmente de baixa tecnologia, e a expressão do comportamento em si, especialmente em invertebrados, como formigas, é muitas vezes vista por alguns pesquisadores como excessivamente simples e não digno de experiências extensas e cuidadosamente planejadas. Em terceiro lugar, mesmo sendo provavelmente os mais complexos e diversos organismos sociais do planeta, as formigas são muitas vezes vistas como exibindo comportamentos estereotipados, ou mesmo maioritariamente padrões de comportamentos inatos (TINBERGEN, 1951). Assim, investigar a flexibilidade de comportamento e suas causas pode parecer erroneamente desinteressante. Isto também tem sido popularizado pelas obras de vários cientistas na fronteira entre a física e biologia sobre stigmergia (GRASSÉ, 1959) e propriedades emergentes que demonstraram como padrões complexos podem emergir das interacções simples de agentes simples sem controle central, como é o caso com as trilhas de feromônio de formigas (DETRAIN; DENEUBOURG, 2006). Pesquisas recentes sobre invertebrados sociais apontam que há mais complexidade em seus comportamentos do que seus cérebros de tamanhos pequenos sugerem. Por exemplo, abelhas têm 1 milhão de neurónios em um cérebro do tamanho da cabeça de um alfinete, em comparação com os 100 bilhões de neurónios do cérebro humano (MENZEL; GIURFA, 2001). A navegação em formigas também é um assunto fascinante, com suas habilidades em contar o número de passos que elas dão durante o percurso (WITTLINGER et al., 2006), usar pistas celestes (WEHNER, 1997) ou conseguir se dirigir até o ninho mesmo andando para frente ou para trás quando carregando uma presa (SCHWARZ et al., 2017). Ainda, as decisões de forrageamento

Fundamentação teórica Descrição das formigas As formigas fazem parte do grupo de insetos mais popular do mundo. Pertencentes ao Filo Artrópoda e à ordem Hymenoptera, elas são encontradas em toda parte, exceto nas regiões polares.As formigas são insetos que vivem em sociedade. Em cada colônia de formigas há muitas rainhas que são responsáveis pela reprodução e que podem viver até 18 anos. A fecundação das formigas-rainhas ocorre durante o voo nupcial, e o macho morre logo após. Antes de colocar os ovos, as rainhas perdem suas asas. Cada formiga possui uma função bem definida dentro da colônia: todas as tarefas são bem divididas entre todas elas. Em um formigueiro há as formigas que são responsáveis pela segurança, as que fazem os túneis do formigueiro e buscam alimentos e as responsáveis pelos cuidados com as larvas. O formigueiro é uma estrutura bem complexa, cheia de galerias e túneis subterrâneos que se estendem por vários metros. Há no mundo cerca de 18 mil espécies de formigas, Algumas delas vivem em constante contato com o homem e podem trazer diversos prejuízos.Por exemplo, algumas formigas atacam plantas prejudicando o seu desenvolvimento e chegando até a matá-las. Plantações inteiras já foram perdidas por causa das formigas. As formigas são pragas domésticas e atacam vários tipos de alimentos, especialmente os doces. As formigas se comunicam através de uma substância química chamada de feromônio. À medida que elas vão andando, deixam para trás um rastro dessa substância, que é percebida através das antenas. Geralmente as formigas se defendem ferroando e injetando em suas vítimas o ácido fórmico, que causa muita irritação. Esses insetos conseguem carregar um objeto com peso 100 vezes maior que o seu próprio peso. alimentação das formigas dependerá da sua espécie: algumas são carnívoras, outras herbívoras, mas a maioria das formigas é onívora, ou seja, elas comem de tudo, animais, vegetais e restos de alimentos humanos.

Descrição Anatómica da formiga Fig1 :parte interna da fisiologia do insecto em estudo Cérebro : Com cerca de 500.000 neurônios, divide-se em três partes (protocérebro, deutocérebro e tritocérebro). Garras; Cada perna possui um par de garras (tarsais), que permitem o deslocamento desses insetos em superfícies lisas ou inclinadas. Mandíbulas: Localizadas na parte anterior da cabeça, têm como funções serrar, cortar, furar, segurar e esmagar alimentos, além de servir para defesa. Pernas: Como todos os insetos, possuem três pares de pernas. Cada uma é dividida em cinco segmentos. Também são usadas para limpeza do corpo. Papo: Primeiro estômago, armazena alimentos líquidos (ou a parte líquida da comida ingerida), regurgitados conforme a necessidade das larvas e da rainha. Pedicelo ou Cintura : Estreitamento entre o tórax e abdome. Diferencia as formigas dos outros insetos. Exoesqueleto ou cutícula: Esqueleto externo e quitinoso que recobre o corpo e assegura a rigidez do adulto.

Boca: Para comer, as formigas usam uma bomba de sucção na faringe. Entre ela e a boca, há a cavidade (ou filtro) infrabucal, pela qual não passa nada sólido. Esporão: Presente no primeiro par de pernas, tem a função de limpeza das antenas Comportamento e formigas-urbanas Para muitos cientistas, as formigas nas cidades são sinônimas de pragas, ou espécies invasoras. Assim, semelhante ao tratamento dados às formigas cortadeiras, o foco da pesquisa sobre esses organismos é, em grande medida, orientado para seu controle, muito embora, a percepção comum seja a de que, até hoje, nenhum dos métodos desenvolvidos cumpre de forma adequada este objetivo. Isso se dá mais por causa do comportamento das formigas do que pela ineficiência dos produtos químicos. A preocupação com a presença de formigas em nossa vizinhança vem de vários potenciais problemas. Os mais preocupantes para as populações são a transmissão de doenças infecciosas e outros patógenos (MOREIRA et al., 2005), bem como o dano potencial para seres humanos e outros animais provenientes de picadas acidentais e reações alérgicas relacionadas, como por exemplo de Solenopsis (KEMP et al., 2000). Estes problemas apontam, por si só, a necessidade de um melhor conhecimento do comportamento dessas formigas, principalmente seus hábitos de nidificação, distribuição e densidade de ninhos e comportamento de forrageio. As questões sobre densidade e distribuição de ninho estão mais relacionadas com outra área de interesse. As formigas presentes em habitat urbanos são frequentemente dominantes e muitas vezes espécies introduzidas. Essas são consideradas invasivas quando sua prevalência é tal que elas ameaçam comunidades já perturbadas de espécies locais. Para entender esta relação, bem como a co-ocorrência ou a falta de espécies nas comunidades, é necessário investigar a reprodução, competição e as relações intra e interespecíficas, as quais envolvem o conhecimento dos aspectos comportamentais das espécies, como sistemas de acasalamento, fissão de ninho e emigração, competição por comida e territorialidade, agressão e reconhecimento. Dessa forma, parece haver síndromes associadas à prevalência de espécies de formigas em habitat urbanos, que incluem a

poliginia, reprodução por fissão, exclusão de concorrentes interespecíficos e falta de concorrência entre os ninhos intraespecíficos. Esta última síndrome, que quando atinge seu máximo, é conhecida como unicolonialidade, e as espécies que a exibem são chamadas de formigas “vagabundas” ou “tramp ants”, levanta muitas questões sobre os mecanismos subjacentes à falta de agressão intracolonial. A unicolonialidade já foi investigada em várias espécies emblemáticas como Linepithema humile e Wasmania auropunctata, em muitos níveis, incluindo os aspectos genéticos e moleculares, utilizando testes comportamentais (TSUTSUI et al., 2001; ORIVEL et al., 2009). A existência de tais espécies invasoras que ameaçam a diversidade local, juntamente com o fato de que, fora das áreas urbanas, outras actividades humanas são prejudiciais para a diversidade e a permanência de espécies, têm incentivado o desenvolvimento de áreas de pesquisa relacionadas com conservação. De fato, houve uma mudança recente na percepção de áreas urbanas apenas como habitat perturbados com baixa biodiversidade. Isso ocorreu porque muitas espécies locais, ao contrário do esperado, prosperam em ambientes urbanos, enquanto que sua presença em outros habitat é muitas vezes ameaçada devido à perda deste e o uso extensivo de agrotóxicos que perturbam o equilíbrio do que poderia ser considerado como um habitat mais adequado. Esforços de conservação e pesquisas nesta área, portanto, também se centram nos habitat urbanos como potenciais refúgios para várias espécies, como formigas (MENKE et al., 2011), entre as quais àquelas úteis como polinizadores (HALL et al., 2016). Em se tratando de estudos comportamentais, esta mudança aponta para mais pesquisas sobre algumas características das espécies que, como resultado de grandes mudanças no habitat, podem estar associadas às drásticas mudanças no comportamento e nos traços da história de vida delas (DIAMOND et al., 2017). Além dessas, outras áreas interessadas em plasticidade e flexibilidade comportamental certamente valem a pena de ser investigadas em espécies de formigas-urbanas, pois permitem a documentação das diferenças comportamentais nos níveis interindividual, intercolonial e interespecífico. Esta área recentemente ganhou um renovado interesse em insetos sociais e, especialmente em formigas, e muitas vezes, é conhecida como pesquisa sobre personalidade em animais. Aqui é investigada a heterogeneidade comportamental, frequentemente descritiva ou funcional, mas certamente ligada com uma pesquisa mais mecanicista ou cognitiva e promete muitos avanços na compreensão de comunidades urbanas de formigas e da diversidade de comportamentos sociais em geral. Como podemos notar, quase todos os aspectos dos focos de pesquisa em biologia das formigas-urbanas

Observação e Constatações Primeira observação: Durante 24 horas verificou-se uma extrema presença de formigas dentre elas de tamanhos variados (grandes e pequenas), algumas com asas e outras não. Trabalhavam em conjunto de modo a garantir a sobrevivência entre eles com ilustra a figura abaixo (fig.). A figura ao lado mostra a forma mais eficiente de trabalho em equipe e cooperação em aproveitar o alimento e estocar no seu ninho. Segunda observação: Continuamente colocamos iscas de modo a garantir o mantimento das formigas no local e vericamos um tamanho populacional acentuada uma parte delas caminhando em fileiras de um lado para o outro segundo algumas literaturas essa característica é indicado pela presença de feromonio decretado pelas formigas que possibilita e facilita a locomoção das demais formigas na mesma direcção através de cheiro. E também, essa coordenação faz com que os indivíduos trabalhem em grupo levando uma demasiada carga de alimentos. Alem disso, verificou-se que enquanto um grupo trabalhava na manutenção de alimentos, outro trabalhava na construção do ninho fazendo com que quantidade de matéria orgânica no sobsolo fosse retirada para a superfície da terra. Assim, elas contribuem para a fertilização do solo sendo chamados assim engenheiros do solo do ecossisstema.

Resultados e discussões As formas comportamentais das formigas observadas durante o tempo de colecta de dados foi que eles vivem em sociedades e cooperam para adesao de alimentos e para a reproducao excessiva do rei e rainha. No entanto, enquanto os factores externos como a presenca do observador as formigas perdiam o controle da rota principal. Isso acontecia com mais frequencia o que dificultou o estudo por sua vez de outro modos comportamentais. A reproducao destacou- se devido a demanda populacional das formigas isto, é quanto mais colocados alimentos no recepirnte plastico verificava-se um crescimento extremamente grande das formicas As colônias foram acompanhadas desde o momento da transferência para o ninho artificial. Na área externa, todas as formigas faziam inicialmente marcha exploratória, e apenas algumas operárias procuravam ativamente por um local adequado de nidificação. Ao encontrar o interior do ninho artificial, a operária retornava à área de forrageamento onde recrutava outra formiga através de tandem running (Hölldobler & Wilson 1990; Fowler et al. 1991), até que todas as operárias encontrassem o ninho. As operárias transportavam em seguida machos, pupas, larvas e ovos. Os resultados das observações mostram que as operárias ficam, a maior parte do tempo, imóveis dentro do ninho, representando em média 43,3% de todos os atos comportamentais registrados. Em relação ao cuidado com imaturos, foram verificados com freqüência os comportamentos de imobilidade junto a larvas e pupas, limpeza, transporte e alimentação das larvas. Ocasionalmente foram observadas operárias ajudando as larvas na tecedura do pupário, quando transportavam partículas de gesso que depositavam próximo às larvas, assim como na ajuda à emergência. Na colônia, operárias mais jovens, que tinham emergido durante as observações, exerciam atividades relacionadas ao cuidado com os imaturos. As atividades de forrageamento parecem ser realizadas por operárias mais velhas, uma vez que, nas colônias as forrageadoras sistematicamente morriam antes das operárias que exerciam atividades dentro do ninho. A estimativa da ocorrência de comportamentos agonísticos é um instrumento que tem sido usado para estabelecer a hierarquia de dominância de uma colônia (Monnin & Peeters 1999). A realização de alguns comportamentos particulares é típica de operárias dominantes. A partir dos

Conclusão Neste trabalho, foi possível perceber a riqueza e a complexidade dos comportamentos de formigas-urbanas e a diversidade dos estudos possíveis. O nosso conhecimento do comportamento das espécies que enfrentam ambientes urbanos, se adaptando de diversas maneiras, ainda é incompleto. Mais estudos são então necessários para obter uma melhor compreensão dos mecanismos que permitem o sucesso e a dominância de algumas espécies, a exploração dos recursos e a adaptação a modificações do ambiente. Como as espécies de formigas-urbanas, o ambiente urbano é diverso, constituído de um mosaico heterogêneo que pode ao mesmo tempo apresentar condições adversas ou adequadas para as várias espécies de formigas presentes. O controle às vezes necessário dessas formigas, de uma forma sustentável, também passa pela compreensão mais fundamental da expressão do comportamento que a etologia e os métodos apresentados aqui poderiam ajudar a alcançar. Enfim, interações entre colônias da mesma espécie e entre diferentes espécies apresentam um campo fascinante de pesquisa que engloba múltiplos aspectos do comportamento (forrageamento, reconhecimento social, agressão, diferenças interindividuais) e esperamos com esse capítulo, incentivar o desenvolvimento de mais pesquisas sobre esse tema.

Bibliografia

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