Formigas que cultivam fungos são, para alguns especialistas, as primeiras agricultoras da história. Elas teriam começado a cultivar seus alimentos muito antes de os humanos o fazerem, há 12 mil anos. Um artigo publicado na revista Science nesta quinta-feira (3), que contou com participação de um cientista brasileiro, argumenta que o que motivou essa prática das formigas foi o asteroide que atingiu a Terra 66 milhões de anos atrás. O impacto causou a extinção de 75% da vida no planeta, criando condições favoráveis para a relação simbiótica entre formigas e fungos.
A queda do asteroide de Chicxulub, na região onde hoje está o México, teria liberado bilhões de toneladas de enxofre na atmosfera e bloqueado a luz solar, segundo a teoria mais aceita pela comunidade científica. Muitos seres vivos morrendo significa muita matéria orgânica disponível. Isso foi um prato cheio para as populações de fungos, que passaram a crescer de forma acelerada.
Antes do novo estudo, acreditava-se que essa simbiose teria começado em entre 55 e 70 milhões de anos. Uma janela de tempo um tanto ampla. A falta de precisão existia porque “a gente tinha pouca informação dos fungos, e mais das formigas”, explica André Rodrigues, professor do Instituto de Biociências da Universidade Estadual Paulista (IB-Unesp) e um dos autores do artigo. “Os entomologistas coletavam mais [material] das formigas porque eram mais vistas no campo do que dos fungos, que ficam no interior da colônia.”
A datação dos fungos, que permite estimar sua idade, foi feita com a análise dos elementos ultraconservados (ou UCE) de 475 fungos que são cultivados por formigas. Esses UCE representam regiões do DNA que permanecem praticamente iguais em espécies distantes na árvore filogenética (de evolução). Isso serve como uma “cápsula do tempo”, permitindo que pesquisadores analisem variedades de fungos atuais e rastreiem seus antepassados, que viveram na época dos dinossauros.
“A gente consegue gerar hoje uma quantidade de informação bem maior do que aquela que se tinha anteriormente, porque [temos disponíveis para analisar] regiões maiores do DNA, sequenciadas em maior quantidade”, explica Rodrigues. “Isso gera mais dados para poder avaliar a evolução dos dois organismos, tanto da formiga quanto do fungo.”
A técnica permitiu que os cientistas estreitassem a janela de tempo da qual falamos acima. O estudo estimou que o surgimento das linhagens de fungos por formigas aconteceu 66 milhões de anos atrás. Segundo os pesquisadores, esse é o estudo com menor margem de erro sobre o tema até hoje.
Abordagens diferentes
A equipe que assina a descoberta notou o surgimento quase simultâneo do cultivo de duas linhagens diferentes de fungos pelo mesmo ancestral das formigas-cortadeiras atuais, do gênero Attini. Uma das espécies de formigas que pertencem a esse grupo é a saúva, considerada uma praga na agricultura. Isso porque formigas-cortadeiras têm como prática cortar ramos de folhas e flores da vegetação fresca das lavouras e transportá-los para as colônias. Lá, esse material servirá de alimento para os fungos – que, quando crescem o bastante, viram almoço de formiga.
Mas o impacto do meteoro não deu início a essa relação simbiótica de forma mágica. Na verdade, a pesquisa reforça a hipótese de que os fungos passaram por uma pré-adaptação antes de serem cultivados pelos insetos.
“Tem muitas formigas que armazenam sementes dentro da colônia. [Então], acabam crescendo fungos nessas sementes, assim como crescem fungos nos grãos que ficam guardados dentro de casa”, comenta Rodrigues.
Esses fungos, provavelmente, tinham papel na nutrição das formigas como algo transitório, não essencial. “Muito provavelmente, os organismos que já tinham uma associação com fungos, mesmo que transitória, foram aqueles que se beneficiaram do impacto do meteoro. Já existia uma bagagem no planeta, que foi selecionada para esse evento de extinção em massa.”
Seguindo essa hipótese, no início da relação simbiótica, os fungos era seres sapotróficos, ou seja, que se alimentam de matéria orgânica em decomposição. Hoje, eles atua para essas formigas como uma espécie de estômago externo. A formiga coleta folhas e substrato vegetal e o fungo libera enzimas para digeri-los, produzindo alimento para ambos.
No caso das saúvas, essa produção ainda alimenta milhões de formigas que vivem em uma única colônia. Já as formigas cultivadoras de fungos, que coletam galhos e folhas secos e sementes, têm até centenas de indivíduos em suas colônias, alimentando fungos menos especializados e com capacidade reduzida de degradação em comparação àqueles cultivados pelas saúvas.
Aplicação ambiental
Essa capacidade de degradação do fungo também é estudada em outros materiais, como o polietileno tereftalato (o famoso PET).
“Os plásticos também são polímeros. São muito parecidos com os polímeros encontrados na parede da planta. Então, essas enzimas conseguem atuar também na quebra dos polígonos plásticos desenvolvidos pelo homem”, afirma Rodrigues. O pesquisador também estuda a capacidade de degradação do PET dos fungos e de outros organismos cultivados em colônias de formigas, um habitat rico em microrganismos.
Em laboratório, sua equipe já analisou organismos que são potenciais produtores de enzimas para a degradação do plástico. Agora, eles buscam entender sua eficiência.
A pesquisa, apoiada pela FAPESP, foi desenvolvida dentro do programa BIOTA, em colaboração com a National Science Foundation (NSF), dos EUA.
Por Beatriz Herminio