Aspectos neuroendocrinos e comportamentais do desenvolvimento da formiga Camponotus (Myrmothryx) rufipes Fabricius, 1775 (Hymenoptera, Formicidae, Formicinae)

Abstract

O desenvolvimento pós-embrionário dos insetos apresenta uma reorganização profunda no sistema nervoso, como uma adequação à futura vida adulta. Porém, a plasticidade do sistema nervoso também ocorre durante a vida adulta devido a plasticidade comportamental, idade, sexo e do status endócrino. Neste estudo, foram avaliadas as mudanças estruturais sofridas no cérebro em representantes das castas reprodutiva e operária de Camponotus rufipes, com ênfase nas operárias polimórficas, e confrontadas com a titulação de hormônios morfogenéticos e seu repertório comportamental, visando possíveis relações entre ambos. Os resultados confirmaram a ocorrência de plasticidade neural pós- embrionária, bem como adulta. No entanto, a influência hormonal e comportamental neste fenômeno apresentou perfis distintos principalmente nas subcastas de operárias, sobretudo nas operárias minor. Operárias minor com três dias de vida adulta apresentaram altos títulos de hormônio juvenil e volume total do cérebro, mas operárias com idades a partir dos sete dias de vida, apresentaram valores decrescentes do volume do cérebro embora com repertório comportamental significante. No entanto, os altos títulos observados nas operárias major de 45 dias e a ausência de certos atos comportamentais não apresentaram qualquer relação com o volume do cérebro, trazendo dúvidas sobre a influência destes na plasticidade cerebral. É possível que as adaptações hormonais e comportamentais sejam cíclicas, visto que o volume total do cérebro das operárias menores apresentou platôs em momentos distintos da vida adulta, possivelmente em resposta a fatores que promovam aprendizagem e memória. O volume da neurópila das subcastas de operárias parece ser correlacionado à idade, sugerindo o aumento de ramificações neuronais e possível atividade sináptica, em resposta à adição de informações processadas ao longo do tempo.

The post-embryonic development of the insects shows a great reorganization in the nervous system, as an adaptation to the future adult stage. However, the plasticity of the nervous system also occurs during the adult life due to behavioral plasticity, age, sex and endocrine status. This work studied the structural changes in the brain of virgin females, queens and workers of Camponotus rufipes, with emphasis in the polymorphic workers. Morphogenetic hormones titers and behavioral patterns were analysed, in order to assess their possible relationship and changes in the brain volume. Results showed the occurrence of neuroplasticity during the post- embryonic and adult stages. In contrast, the hormonal and behavioral effects in the brain volume differed mainly in the worker subcasts, mostly in the minor workers. Minor workers of three days old have high juvenile hormone titers and large brain volume, but in seven-days-old worker the brain volume decrease and the significant behavioral patterns began to occur. However, the high juvenile hormone titers found in the 45-days-old major workers and the absence of behavioral patterns does not suggest any relationship with the brain volume, bringing doubts on the influence of behavior and hormone in the brain plasticity. It is possible that hormonal and behavioral adaptations are cyclical, because the total brain volume in the minor workers showed plateaus in different moments of the adulthood, possibly in response to factors that promote learning and memory. Neuropile volume of worker subcasts seems to be affected by age, suggesting the increase of neuronal branches and possible synaptic activities, in response to the addition of information processed during the ant life span.