Será que um gene da abelha determina o comportamento coletivo? É o que afirma o novo estudo publicado na revista Science

Investigadores de várias universidades estão a colaborar para investigar como é que o comportamento complexo e cooperativo das abelhas melíferas (Apis mellifera) é geneticamente programado de modo a poder ser transmitido às gerações seguintes.

abelha; genética
Como os cientistas explicam na revista científica Science Advances, encontraram uma resposta à sua questão no chamado gene doublesex (dsx).

As interações comportamentais entre organismos são fundamentais e muitas vezes herdadas. Todos os seres humanos e todos os animais interagem com outros indivíduos do seu grupo social, de uma forma ou de outra, através do seu comportamento. No reino animal, isto tem vantagens consideráveis na procura coletiva de alimentos, na defesa contra os predadores e na criação da descendência.

Em alguns animais, como as abelhas, os laços de comportamento social são tão fortes que os membros individuais formam uma sociedade muito unida que funciona coletivamente como um único “superorganismo”. Através do seu comportamento individual, milhares de abelhas operárias protegem toda a colónia, alimentam-na e cuidam da criação.

“O repertório comportamental das abelhas individuais e a sua função na colónia não são aprendidos, mas sim herdados. Até agora, não se sabia como é que comportamentos tão complexos eram codificados geneticamente”.


Sublinha o Professor Dr. Martin Beye, que dirige o Instituto de Genética Evolutiva da HHU e é o autor correspondente do estudo que foi agora publicado na revista Science Advances.

Juntamente com colegas das universidades de Frankfurt/Main, Oxford e Würzburg, a equipa de investigadores da HHU, liderada por Beye e pela primeira autora, a Dra. Vivien Sommer, descobriu agora que um gene especial conhecido como dsx especifica o comportamento específico das abelhas operárias.

Como funciona o gene dsx?

Os biólogos utilizaram a tesoura genética CRISPR/Cas9 nas suas investigações para modificar ou desligar o gene dsx em abelhas selecionadas. Colocaram um código QR nas abelhas manipuladas e depois monitorizaram o seu comportamento na colmeia com câmaras. As sequências de vídeo resultantes foram analisadas com o apoio da inteligência artificial para determinar os padrões comportamentais individuais das abelhas.

“A nossa questão central era saber se e como os padrões comportamentais herdados se alteravam em resultado da modificação genética. Essas alterações devem refletir-se no sistema nervoso das abelhas operárias, onde o comportamento específico é controlado”.

Dra. Vivien Sommer.

Os investigadores introduziram a proteína verde fluorescente (GFP) na sequência dsx, de modo a que a GFP fosse produzida juntamente com a proteína dsx. Os circuitos neuronais puderam então ser visualizados por microscopia de fluorescência, tanto nas abelhas não modificadas como naquelas com modificações genéticas.

colmeia; abelhas
Os investigadores querem agora tentar encontrar a ligação entre a programação individual e o comportamento coordenado de muitos indivíduos.

A investigadora de doutoramento Jana Seiler, que é também coautora do estudo, explica que a equipa conseguiu utilizar estas ferramentas para ver exatamente quais as vias neuronais que o gene dsx cria no cérebro e como este gene, por sua vez, especifica os padrões de comportamento herdados das abelhas.

O Professor Dr. Wolfgang Rössler, do Departamento de Fisiologia Comportamental e Sociobiologia, que liderou o estudo na Universidade de Würzburg afirma que as descobertas da equipa indicam um programa genético fundamental que determina os circuitos neuronais e o comportamento das abelhas operárias.

No próximo passo, os investigadores querem agora passar do nível da abelha individual para o superorganismo da colónia de abelhas. Alina Sturm, também investigadora de doutoramento na HHU e coautora do estudo, acrescenta: “Esperamos encontrar a ligação entre a programação individual e o comportamento coordenado de muitos indivíduos”.


Referência da notícia:
Sommer V., Seiler J., Sturm A., et al. Dedicated developmental programing for group-supporting behaviors in eusocial honeybees. Science Advances (2024).