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Uma abelha em uma estação de alimentação artificial. Moléculas específicas de neurotransmissores no cérebro, como a dopamina, suspeita de desempenhar um papel nas variações de personalidade entre os humanos, parecem diferenciar as abelhas que procuram novas áreas de alimentação daquelas que não o fazem. Crédito: Universidade Cornell
Experimentos mostram que as abelhas exploradoras, assim como os humanos em busca de novidades, têm diferenças na atividade cerebral em genes relacionados à sinalização de dopamina e glutamato entre os neurônios. A análise genômica das abelhas revelou diferenças significativas entre escoteiros e não-escoteiros na abundância de mRNAs específicos e os pesquisadores foram capazes de aumentar e diminuir as tendências de escotismo das abelhas, dando-lhes glutamato monossódico e bloqueadores de transporte de glutamato, respectivamente.
Um novo estudo publicado na Science revela que as abelhas que procuram novas fontes de alimento ou locais de nidificação têm padrões de atividade genética nos seus cérebros que se sabe estarem associados à procura de novidades nos humanos.
O estudo descobriu que certas abelhas em uma colônia apresentam níveis consistentemente elevados de comportamento exploratório. Para determinar a base molecular desta tendência para o escotismo, a investigação analisou o genoma das abelhas em busca de diferenças na actividade dos genes nos cérebros dos escoteiros e dos não escoteiros. Eles descobriram que os genes relacionados à sinalização de dopamina e glutamato entre os neurônios, que estão envolvidos na regulação da busca por novidades em humanos, são expressos diferencialmente em abelhas exploradoras e não exploradoras.
Este trabalho mostra que a maquinaria molecular que controla o comportamento de exploração nas abelhas tem semelhanças com processos que levam a diferenças no comportamento de busca de alimento em nematóides (lombrigas), comportamento exploratório em ratos em labirintos e até mesmo comportamento de busca de emoção em humanos.
As descobertas sugerem que tais processos podem ser um mecanismo básico na evolução do comportamento em vários espécies.
“As questões que nortearam este estudo foram: o que faz algumas abelhas irem corajosamente onde nenhuma abelha jamais esteve? O que está por trás da tendência de algumas abelhas de funcionarem como abelhas batedoras – de buscar novidades quando procuram alimentos e procuram uma casa?” disse o coautor Thomas Seeley, professor de neurobiologia e comportamento da Cornell, que fez a descoberta com pesquisadores da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign (UIUC) e do Wellesley College. Zhengzheng S. Liang, estudante de pós-graduação em entomologia na UIUC, é o autor principal do artigo.
Os exploradores de alimentos procuram novas fontes de alimento, enquanto os não-escoteiros confiam nas informações que obtêm através das “danças de balanço” dos escoteiros para procurar alimentos. Da mesma forma, os exploradores de ninhos procuram locais candidatos para ninhos.
Em experimentos realizados usando técnicas comportamentais desenvolvidas no laboratório de Seeley, as exploradoras de ninhos tinham três vezes mais probabilidade do que outras abelhas de mais tarde se tornarem exploradoras de alimentos em diferentes circunstâncias, mostrando que a tendência das exploradoras de ninhos de buscar novidades poderia ser mantida. e transferidos através de diferentes contextos comportamentais.
A análise genômica das abelhas, realizada pelos pesquisadores da UIUC, revelou diferenças significativas entre escoteiros e não-escoteiros na abundância de mRNAs específicos – moléculas mensageiras que transportam informações de codificação de ADN para locais de síntese de proteínas nas células. Houve forte diferenciação entre os dois grupos na expressão de 10 genes, principalmente aqueles relacionados à dopamina, glutamato e gama-aminobutírico ácido (GABA) sinalização.
Os pesquisadores forneceram mais evidências desse mecanismo alimentando abelhas não-exploradoras com glutamato monossódico e observando um aumento significativo em sua tendência de escotismo. Além disso, alimentar as mesmas abelhas com bloqueadores de transporte de glutamato diminuiu suas habilidades de reconhecimento. As descobertas revelam um efeito causal direto desses níveis de neurotransmissores no cérebro no comportamento de exploração das abelhas.
Uma vez que vias de sinalização neuroquímica semelhantes foram implicadas nas diferenças de personalidade entre humanos, Seeley acredita que tais estudos poderiam aprofundar a nossa compreensão de uma questão de longa data na biologia: o que dá origem às diferenças de personalidade nos organismos?
Seeley, que trabalhou com abelhas durante os últimos 30 anos, esforça-se por compreender a “inteligência de enxame” ou como um grupo de indivíduos pode resolver problemas que excedem em muito a capacidade de qualquer membro. Ele já mostrou como as colônias de abelhas se envolvem no debate democrático para escolher seu novo lar e demonstrou semelhanças entre o funcionamento das abelhas em um enxame e dos neurônios no cérebro.
A pesquisa foi financiada pela National Science Foundation, Instituto Nacional de Saúde e Iniciativa Sociogenômica de Illinois.