Termitas, monogamia a longo prazo e a perda da cauda dos espermatozoides

As térmitas mostram uma consequência inesperada da monogamia mantida durante milhões de anos: ao desaparecer a competição entre o espermatozoide de machos rivais, deixou de haver pressão evolutiva para preservar a sua mobilidade, e isso acabou por conduzir à perda da cauda nos espermatozoides.

Uma nova investigação concluiu que esta mudança implicou também o desaparecimento de um conjunto alargado de genes. Em certo sentido, o declínio da motilidade espermática foi o “custo” biológico pago por estes insetos na transição para mega-sociedades altamente aparentadas.

De baratas solitárias a térmitas sociais: o papel da dieta de madeira

As térmitas descendem de baratas ancestrais que começaram a viver no interior da madeira e a alimentar-se dela. Nathan Lo, biólogo evolutivo da Universidade de Sydney e um dos autores do estudo, explica que a história não foi uma única transformação, mas um processo em etapas: primeiro, o ADN alterou-se à medida que estes insetos se especializavam numa dieta de baixa qualidade; mais tarde, voltou a mudar quando se consolidou o modo de vida de inseto social.

No conjunto, os genes, a fisiologia do desenvolvimento e o comportamento destes insetos obrigatoriamente sociais apontam para a especialização alimentar como um motor central do seu salto social.

Menos genes, mais sociedade: a surpresa da “simplicidade” genética

Ao compararem baratas e térmitas, a entomologista Yingying Cui, da Universidade Normal do Sul da China, e colegas - incluindo Lo - verificaram que as térmitas possuem “bibliotecas” genéticas mais pequenas do que as das baratas. Em particular, apresentam menos genes associados ao metabolismo, à digestão e à reprodução.

Para Lo, o resultado é contraintuitivo: as térmitas terão aumentado a complexidade social através de uma redução da complexidade genética, contrariando a ideia comum de que sociedades animais mais sofisticadas exigem genomas necessariamente mais complexos.

O que a evolução “deixa para trás” na evolução social das térmitas

Segundo Lo, compreender a evolução social não passa apenas por acrescentar características novas. Por vezes, passa precisamente por perceber quais os traços e mecanismos que a evolução “opta” por abandonar quando deixam de ser úteis.

Este tipo de perda pode acontecer quando a seleção natural deixa de “vigiar” certas funções: se uma característica já não traz vantagens, os genes envolvidos podem degradar-se ao longo do tempo ou desaparecer, sem custos imediatos para o sucesso do organismo.

Monogamia nas térmitas e a perda de genes ligados à motilidade do esperma

Os dados indicam que os ancestrais das térmitas eram estritamente monogâmicos. E quando a monogamia ficou firmemente estabelecida, extinguiu-se a pressão evolutiva para manter genes associados à motilidade do esperma - porque, sem múltiplos machos a competir pela fertilização, a vantagem de espermatozoides mais rápidos e mais móveis torna-se muito menor.

Assim, a ausência de competição entre o esperma de machos rivais ajudaria a explicar por que motivo as térmitas acabaram por perder a cauda dos seus espermatozoides, juntamente com os genes necessários para sustentar essa capacidade de movimento.

Alimentação, desenvolvimento e castas: como as colónias afinam a sua força de trabalho

Outro ponto-chave do estudo está no tempo de ativação de genes ligados ao metabolismo energético durante o desenvolvimento. Esse calendário de expressão genética - dependente de quanto alimento os irmãos mais velhos fornecem - influencia o destino de uma larva de térmita: tornar-se-á operária ou evoluirá para uma ninfa reprodutora, potencial futuro rei ou rainha da colónia.

• Se recebem muito alimento: desenvolvem-se mais depressa e transformam-se em operárias.
  
• Se recebem menos alimento: o desenvolvimento é mais lento e surgem ninfas reprodutoras.
  
• Se essas ninfas forem mais tarde “coroada(s)” reprodutoras: acabam por se reproduzir com parentes, reforçando a elevada consanguinidade da colónia.

Lo descreve estes mecanismos como ciclos de retroalimentação baseados na partilha de alimento: ajudam as colónias a ajustar finamente a dimensão e a composição da sua força de trabalho e a sustentar sociedades estáveis e muito eficientes durante longos períodos.

O que isto sugere sobre sociedades complexas (e o aviso para mamíferos)

Em conjunto, os resultados apontam para duas bases essenciais do sistema social complexo das térmitas: monogamia e elevada parentela dentro da colónia. É um modelo que dificilmente seria recomendável como inspiração para mamíferos - embora alguns pareçam, ainda assim, tentar aproximar-se dele.

Uma implicação adicional é que a “engenharia social” das térmitas pode depender tanto de perdas como de ganhos: reduzir genes e simplificar certas funções pode abrir espaço para reorganizações profundas do desenvolvimento e do comportamento, desde que o ambiente (como a dieta de madeira) e o sistema reprodutivo (como a monogamia) tornem essas perdas viáveis.

Esta investigação foi publicada na revista Ciência.