GENÉTICA DO COMPORTAMENTO EM INSETOS SOCIAIS

Prelecionista: Maykon Passos Cristiano

Orientadora: Profª. Tânia Maria Fernandes Salomão

A genética do comportamento objetiva identificar genes que possam influenciar o comportamento, e entender de que forma suas proteínas interagem na estrutura e função no sistema nervoso (Robinson & Bem-Shahar, 2002). Deste modo, o simples fato de que os genes são requeridos e necessários para construção de neurônios, e que a atividade neuronal produz o comportamento, a genética é de fundamental importância para compreensão do comportamento.

Muitos estudos sobre genética do comportamento com organismos modelos já foram realizados, principalmente com Drosophila melanogaster. Sendo limitados os estudos visando identificar genes que estejam envolvidos no comportamento social (Robinson & Bem-Shahar, 2002). Neste sentido, a ordem Hymenoptera é bastante interessante, pois, por exemplo, em uma única família existem espécies solitárias, sociais e altamente sociais (eussociais) (Lockhart & Cameron, 2001).

Estudando duas linhagens da abelha Apis mellifera, Rothenbuhler em 1964 associou um comportamento característico com o genótipo de tais colméias. Ele observou que as abelhas da linhagem “higiênicas” eram mais resistentes a uma doença causada pela bactéria Paenibacillus larvae. Esta bactéria mata as larvas e as pupas das abelhas. Rothenbuhler verificou que abelhas “higiênicas” removiam a cria morta, evitando a contaminação de toda a colônia. E a linhagem “não higiênica”, mais sucessível a doença, não possuía este comportamento. Ao cruzar a linhagem “higiênica” com a “não higiênica”, constatou que toda a F₁ era “não higiênica”.

Em colônias de abelhas, as operárias permanecem no interior da colméia realizando tarefas como o cuidado da cria (nursing). A partir de duas a três semanas iniciam as atividades de forrageamento (fora da colônia). Estudos recentes mostram que a transição de comportamento do interior da colônia para o forrageamento, está ligado ao gene For, que já havia sido identificado em Drosophila melanogaster (Ben-Shahar, 2002).

A espécie de formiga conhecida como formiga do fogo (Solenopsis invicta) é peculiar, pois exibe um fundamental polimorfismo social: com colônias monogínicas (uma rainha/colônia) ou poligínicas (mais de uma rainha/colônia). Foi identificado que o gene Gp-9 está diretamente relacionado com a organização social destas formigas. Rainha e operárias de colônias monoginicas possuem apenas o genótipo Gp-9^BB. Já as colônias poliginicas tem rainhas com o genótipo Gp-9^Bb, e operárias com os genótipos Gp-9^BB ou Gp-9^Bb. Foi demonstrado que as operárias de colônias poliginicas do genótipo Gp-9^Bb, tem o poder de distinguir entre as rainhas com o genótipo Gp-9^BB e Gp-9^Bb. Deste modo elas matam as rainhas que não possuam o alelo semelhante ao seu (Gp-9^b) (Keller & Parker, 2002).

Estudo com padrões de expressões gênicas no cérebro da vespa Polistes metricus mostraram diferenças entre os diferentes grupos de castas. Os padrões de expressão são similares entre as operárias e fundadoras (iniciam uma nova colônia), e diferentes de rainha e ginas (novas reprodutoras). Estes indícios podem suportar uma evolução entre o comportamento maternal e a eussocialidade (Toth, 2007).

Hymenopteros são modelos interessantes, uma vez que diferentes castas apresentam diferentes comportamentos devidos à expressão diferenciada dos genes. Estes insetos são, portanto, considerados modelos mais acessíveis para identificação de genes candidatos envolvidos para determinado comportamento.

Referências Bibliográficas:

Robinson GE & Ben-Shahar Y (2002) Social behaviorr and comparative genomics: new genes or new regulation? Genes, Brain and Behaviour 1: 197-203.

Lockhart PJ & Cameron SA (2001) Trees for bees. Trends Ecol Evol 16: 84-88.

Rothenbuhler WC (1964) Behavior genetics of nest cleaning in honey bees. IV. Responses of F₁ and backcross generations to disease-killed brood. Am Zool 4: 111-123.

Ben-Shahar Y, Robichon A, Sokolowski MB & Robinson GE (2002) Influence of gene action across different time scale on behavior. Science 296: 741-744.

Keller L & Parker JD (2002) Behavioral genetics: a gene for supersociality. Current Biol 12: R180-R181.

Toth AL et al. (2007) Wasp gene expression supports an evolutionary link between maternal behavior and eusociality. Science 318: 441-444.

____________________________ Maykon Passos Cristiano (Prelecionista)

____________________________ Tânia Mª Fernandes Salomão (Orientadora)