Como a rainha das ratas-toupeiras impede que outras fêmeas se reproduzam

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Como a rainha das ratas-toupeiras impede que outras fêmeas se reproduzam

Felix Petermann, Max Delbrück Center Felix Petermann, Max Delbrück Center Um perfume que provoca infertilidade temporária nas fêmeas parece a base de uma ficção distópica. Mas, segundo um novo estudo, esse é justamente o método que as ratas-toupeiras-peladas (também conhecidas como ratas-toupeiras-peladas-africanas ou ratos-pelados) usam para garantir que apenas a rainha possa ter filhotes. Os cientistas sabem desde a década de 1980 que as ratas-toupeiras-peladas, um mamífero originário da África, são eussociais (termo usado para descrever o mais alto nível de organização social observado em alguns animais). 📱Favorite o g1 no Google e acompanhe as principais notícias do dia Isso significa que vivem em colônias altamente organizadas, formadas por operárias e uma única rainha no topo. A rainha é a única fêmea da colônia que se reproduz, enquanto os demais membros, tanto machos quanto fêmeas, cuidam dos filhotes. "Sabíamos que a presença da rainha é importante em sua colônia para manter a ordem, mas também para que as demais fêmeas permaneçam com a capacidade reprodutiva reprimida", afirma Mohammed Khallaf, do Centro Max Delbrück de Medicina Molecular, na Alemanha, e principal autor do novo estudo. Mas, segundo ele, ainda não se sabia exatamente como isso acontecia. As ratas-toupeiras-peladas produzem uma substância química que altera os níveis hormonais de outras fêmeas para mantê-las inférteis Tennessee Witney via Getty Images "Uma teoria era a de que a rainha simplesmente intimidava os demais animais, empurrando-os fisicamente para suprimir sua capacidade reprodutiva", disse o coautor, o professor Gary Lewin, também do Centro Max Delbrück de Medicina Molecular, que estuda ratas-toupeiras-peladas há 15 anos. Mas então surgiu Khallaf, cuja pesquisa anterior era voltada para o olfato dos insetos. Agora no g1 "Na primeira vez que Gary me levou para ver as ratas-toupeiras-peladas, percebi que elas farejavam muito. Comecei a me perguntar se isso poderia ser a chave para sua eusocialidade", diz. "O estudo tinha como objetivo inicial identificar os perfis químicos das ratas-toupeiras-peladas e verificar se o olfato era importante ou não", afirma. "Mas então chegamos a um ponto de inflexão, quando descobrimos que uma substância química estava presente em maior concentração na rainha. A partir daí, a história começou." 'Um superanticoncepcional' O composto químico em questão é chamado de miristato de isopropila. Ele é produzido pela rainha e está praticamente ausente nos indivíduos que não se reproduzem. Khallaf conduziu um estudo para determinar se o odor dessa substância faria com que as ratas-toupeiras-peladas se comportassem de maneira diferente e descobriu que as fêmeas maiores evitavam o aroma. "Foi o primeiro sinal de que essa molécula parece ser importante para as ratas-toupeiras-peladas", diz Lewin. Em seguida, eles usaram um tipo de exame chamado ultrassonografia funcional para observar como o odor da substância química afeta o cérebro das ratas-toupeiras-peladas. 📱Baixe o app do g1 para ver notícias em tempo real e de graça Os cientistas queriam saber se a substância química identificada poderia afetar os hormônios de outras ratas-toupeiras-peladas, afirma Lewin (à direita) Felix Petermann/Max Delbrück Center Lewin afirma que se observa imediatamente uma enorme ativação do córtex olfativo, a parte do cérebro responsável por processar o sentido do olfato. Em alguns casos, essa ativação é acompanhada pela do hipotálamo, que controla diversos processos do organismo por meio de hormônios. No que diz respeito ao estado reprodutivo das ratas-toupeiras-peladas, os hormônios envolvidos são a prolactina e a progesterona. A prolactina reduz a fertilidade dos mamíferos, enquanto a progesterona a promove. "Queríamos saber se esses hormônios são realmente controlados pelo miristato de isopropila", disse Lewin. A equipe retirou animais não reprodutores de suas colônias e os alojou em pares de macho e fêmea. Alguns receberam material de cama com os odores da colônia, outros foram expostos especificamente ao miristato de isopropila, e um grupo de controle não foi exposto nem ao material de cama nem ao miristato de isopropila. Segundo Lewin, os pares que ficaram completamente isolados dos odores se "desinibiram sexualmente" e começaram a acasalar em poucas semanas. Cinco das seis fêmeas ficaram prenhas. Mas as fêmeas que continuaram expostas ao miristato de isopropila não engravidaram. "Era um superanticoncepcional", diz Lewin. A maior parte das fêmeas isoladas da colônia e não expostas ao miristato de isopropila ficou prenha Neil Bromhall via Getty Images E o miristato de isopropila parece desempenhar um papel que vai além da reprodução. Em um experimento separado realizado por Khallaf e Lewin, eles retiraram a rainha de uma colônia existente, mas continuaram administrando miristato de isopropila no material de cama durante 12 semanas. Durante esse período, a colônia permaneceu tranquila. Mas, ao retirar o composto químico, os animais se tornaram agressivos. Algumas fêmeas passaram a exibir comportamento sexual e, por fim, uma delas prevaleceu, sugerindo que havia se tornado a nova rainha. Como explica Khallaf, o miristato de isopropila "mantém unida toda a colônia". "[Ele] impediu que os animais fossem violentos entre si e reprodutivamente ativos", disse Lewin. 'Resultado reprodutivo' Khallaf também descobriu que a concentração dessa molécula nas secreções vaginais atingia o pico na rainha quando ela estava ovulando. "Essa molécula, esse éster, é um indicador do estado reprodutivo da rainha", afirma Lewin. E, se a rainha deixar de se reproduzir, as ratas-toupeiras-peladas também reagirão antes disso. Se a rainha deixar de se reproduzir, deixará de produzir miristato de isopropila, e as demais fêmeas passarão a competir para se tornar a nova rainha Felix Petermann/Max Delbrück Center "Dado que nenhum outro animal está em fase reprodutiva, é muito importante para a colônia saber que a rainha está se reproduzindo", afirma. "Não faz sentido ter uma rainha se ela não dá à luz." Nessas circunstâncias, a rainha deixa de produzir a substância química, e as demais fêmeas passam então a competir para se tornar a nova rainha. "O miristato de isopropila também ajuda a manter a ordem na colônia, o que pode explicar o comportamento da rainha", diz Lewin. "Ela patrulha a colônia de forma muito ativa." Na natureza, as tocas das ratas-toupeiras-peladas podem alcançar até três quilômetros de extensão em uma única colônia. "A rainha está tentando depositar essa molécula nesse enorme sistema de tocas", explica Lewin. Dessa forma, garante que todos os animais de sua colônia sejam expostos ao composto químico e não a desafiem. Por que a eussocialidade? A eusocialidade pode não parecer, à primeira vista, um sistema vantajoso para uma colônia de animais. Mas Lewin afirma que essa é uma das características mais importantes das ratas-toupeiras-peladas e que é ela que permite que sejam cooperativas. As ratas-toupeiras-peladas minimizam a perda de calor ao dormir juntas Ger Bosma via Getty Images Segundo Lewin, as ratas-toupeiras-peladas vivem no deserto e se alimentam das partes subterrâneas das plantas, às quais "só conseguem chegar cavando túneis". "Depois de encontrar esse recurso, elas compartilham o alimento, levam-no de volta, armazenam-no na câmara e o dividem com o restante da colônia." Ao fazer isso em grupo, podem explorar diferentes direções, mas todos se beneficiam quando encontram alimento. Se um animal tentasse fazer isso sozinho, provavelmente morreria de fome antes de encontrar algo para comer. Viver em grupo também tem outras vantagens, como minimizar a perda de calor ao dormir todos juntos. "Assim, ao serem sociáveis, basicamente conseguem sobreviver", diz Lewin. "E acreditamos que ter uma rainha é uma forma de reforçar a coesão social na colônia." Apesar do avanço científico, ainda há muito que desconhecemos sobre a eusocialidade das ratas-toupeiras-peladas. Ainda não está claro como a rainha consegue suprimir a produção de hormônios nas outras fêmeas sem que isso afete sua própria fertilidade. "Deve se tratar de uma mudança que ocorre em seu cérebro, no nível dos receptores ou dos circuitos neuronais, que permite continuar produzindo essa substância sem ser afetada por ela", afirma Khallaf. Brasileiros relatam drama dos incêndios na Europa