Uma equipa de investigadores reparou num comportamento inesperado nas formigas: sempre que ingeriam alimento ou até apenas água, começavam de imediato a limpar as glândulas na extremidade posterior do abdómen.
O zoólogo Simon Tragust, da Universidade Martin Luther, na Alemanha, explicou que este comportamento não parecia estar relacionado com a digestão, uma vez que as formigas o repetiam mesmo quando só bebiam água.
Formigas carpinteiras da Flórida (Camponotus floridanus) e o “banho” de ácido fórmico
Para perceber o que estava a acontecer, Tragust e os seus colegas decidiram testar o efeito de impedir as formigas de chegarem ao próprio abdómen. Primeiro, deixaram formigas carpinteiras da Flórida (Camponotus floridanus) alimentar-se e, em seguida, imobilizaram-nas com gelo (quando arrefecem demasiado, deixam de se mexer, mas recuperam assim que aquecem). Depois disso, mediram os níveis de pH no sistema digestivo.
Os resultados mostraram que a acidez diminuía quando as formigas não conseguiam “sorver” uma substância tóxica: o ácido fórmico. Esse ácido exsuda através de um orifício no abdómen chamado acidóporo.
Para que serve o ácido fórmico nas formigas (para além de atacar)
As formigas carpinteiras recorrem ao ácido fórmico para incapacitar presas: mordem com mandíbulas fortes e, depois, espalham o ácido sobre a vítima. Ainda assim, o ácido fórmico é mais conhecido como arma defensiva contra predadores. Algumas espécies, como as formigas-da-madeira, conseguem projetar este veneno na direção do rosto dos inimigos.
Há até aves que tiram partido desse mecanismo: provocam as formigas para que lhes pulverizem o corpo com ácido fórmico, ajudando-as a livrar-se de parasitas.
Também nós, humanos, damos vários usos ao ácido fórmico: é aplicado como agente antibacteriano em rações para animais de criação, entra na formulação de pesticidas, é utilizado para remover verrugas e tem sido apontado como ingrediente útil em potenciais tecnologias energéticas do futuro.
Desinfeção química: ninho limpo, crias protegidas e intestino sem parasitas
Tudo indica que as formigas, tal como nós, exploram o ácido fórmico para diferentes finalidades - incluindo como desinfetante químico. Usam-no para manter o ninho mais higiénico e para limpar as crias, limitando a propagação de fungos nocivos. O estudo agora descrito acrescenta mais uma função: o ácido fórmico ajuda-as a manter o interior do corpo livre de parasitas.
Segundo a equipa, o acesso ao veneno aumentou a sobrevivência de formigas formicíneas depois de se alimentarem com comida contaminada por agentes patogénicos.
Porque é que o ácido fórmico é perigoso para humanos, mas não para formigas
Em pessoas, uma dose elevada de ácido fórmico pode provocar queimaduras corrosivas nos tecidos; se for inalado, pode causar dores de cabeça e confusão; e, quando ingerido, pode levar a vómitos com sangue.
Nas formigas, porém, o quadro é muito diferente - parecem estar adaptadas a lidar com essa acidez sem sofrer os mesmos danos.
Microbioma intestinal das formigas: baixa diversidade e um filtro ácido
As formigas apresentam um nível invulgarmente baixo de diversidade microbiana no intestino. Isto é especialmente surpreendente, tendo em conta que partilham alimento entre si, passam muito tempo em contacto próximo (um cenário ideal para disseminar patogénios) e vivem em túneis de terra ou madeira em decomposição - ambientes propícios a inúmeros microrganismos. Uma hipótese forte é que “temperarem” o sistema digestivo com ácido fórmico ajude a explicar essa escassez de micróbios.
Ainda assim, nem todos os microrganismos são eliminados. O ácido permitiu que um grupo bacteriano sobrevivesse: Acetobacteraceae. Em testes laboratoriais, os investigadores mostraram que estas bactérias resistiam e até prosperavam quando incubadas num meio com ácido fórmico, ao contrário das espécies microbianas patogénicas testadas, que não toleraram as mesmas condições.
A equipa refere que esta bactéria aparece em muitas espécies de formigas e que trabalhos recentes sugerem que poderá ser benéfica, possivelmente por contribuir para a digestão de nutrientes necessários.
Tragust resumiu a ideia com uma imagem simples: engolir ácido funciona como um mecanismo de filtragem, que estrutura o microbioma das formigas.
pH muito baixo no papo: um fenómeno raro em insetos
Estômagos muito ácidos são comuns em animais com coluna vertebral, como nós, mas em insetos isto é observado apenas raramente; além disso, não se sabe ao certo como conseguem manter um pH tão baixo.
A desinfeção do alimento por métodos antimicrobianos é particularmente frequente em animais que alimentam as crias - e as formigas fazem-no regularmente.
O grupo de Tragust verificou ainda que, quando as formigas não tinham acesso ao “veneno do abdómen”, a acidez no papo (uma região próxima do estômago onde o alimento fica armazenado antes de ser partilhado com a colónia) se tornava variável. Isto pode indicar que existe mais do que uma forma de reforçar a acidez do sistema digestivo.
Uma possibilidade é que parte do processo seja interno, de modo semelhante ao que acontece em humanos, em que o estômago secreta ácidos. No entanto, serão necessários mais estudos para confirmar este mecanismo.
O que muda com esta descoberta (e porque pode interessar fora do laboratório)
Compreender como as formigas controlam o pH e selecionam o microbioma pode ajudar a explicar por que motivo certas espécies mantêm colónias tão estáveis apesar da exposição constante a fungos e bactérias no ambiente. Este tipo de “higiene química interna” também levanta novas perguntas sobre como doenças se propagam (ou não) em sociedades de insetos extremamente densas.
Além disso, identificar quais os microrganismos que resistem ao ácido fórmico - como as Acetobacteraceae - pode abrir caminho a investigações sobre simbioses úteis e sobre como estes micróbios contribuem para a nutrição, a imunidade e a tolerância a agentes patogénicos em formigas formicíneas.
Conclusão do estudo
A equipa concluiu que as formigas formicíneas mantêm um pH basal muito ácido no estômago - concretamente no papo - ao engolirem as secreções da glândula de veneno durante a limpeza do acidóporo.
Esta investigação foi publicada na revista eLife.
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