The evolution of plasticity and dimorphism between castes in insect societies

• Grant number: 24/02356-1
• Support Opportunities: Scholarships in Brazil - Technical Training Program - Technical Training
• Start date: March 01, 2024
• End date: December 31, 2024
• Field of knowledge: Biological Sciences - Zoology - Animal Behavior
• Agreement: Research Foundation - Flanders (FWO)
• Principal Investigator: Fábio Santos do Nascimento
• Grantee: Iago Bueno da Silva
• Host Institution: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brazil
• Associated research grant: 21/05598-8 - The evolution of caste plasticity and caste dimorphism in insect societies, AP.R

Abstract

Insetos sociais são caracterizados pela divisão reprodutiva de tarefas, onde as castas reprodutivase estéreis se especializam em diferentes atividades, cruciais para a manutenção da colônia. Nos cupins,a divisão de tarefas nas castas estéreis se dá pela ocorrência de operários e soldados. Enquantooperários engajam em uma grande diversidade de atividades, incluindo construção e reparo do ninho,forrageamento e alimentação de outras castas, grooming e cuidado com ovos e prole; soldados seespecializam na defesa. Ainda, ocorre divisão de tarefas entre operários, podendo ter influência deidade, tamanho ou sexo. A especialização entre operários, as quais resultam em diferentes demandascognitivas, deve ser acompanhada de mudanças no cérebro (neuroplasticidade), fornecendo substratopara a execução dessas tarefas. Estudos que correlacionam a plasticidade do cérebro, especialmente doscorpos cogumelares, neurópilas associadas ao processamento de informações, aprendizado e memória,e a divisão de tarefas na casta operária são direcionados aos Hymenoptera. Surpreendentemente, talassunto nunca foi conduzido em cupins, representando uma importante lacuna a ser preenchida. Cupinsdo gênero Syntermes, incluindo a espécie focal Syntermes grandis, são caracterizados por apresentaroperários dimórficos com especialização comportamental. Nota-se que, enquanto operários escuros emaiores (machos) são observados forrageando na superfície, especialmente em gramíneas e outrosmateriais vegetais, operárias claras e menores (fêmeas), realizam tarefas dentro do ninho. Devido à essaespecialização, espera-se que as diferentes classes de operários estejam sujeitas à diferentes estímulos.Por exemplo, operários escuros, especializados no forrageio, recebem mais estímulos do ambienteexterno, como sinais químicos de pistas de forrageamento e o encontro com potenciais predadores. A diversidade de estímulos, por sua vez, deve ser traduzida em maiores corpos cogumelares, devido à relação dessas neurópilas com o processamento de informações, memória e aprendizado. Assim, pretende-se avaliar a estrutura cerebral em operários dimórficos de S. grandis, relacionando aplasticidade estrutural com a divisão de tarefas nessa espécie. Espera-se que as neurópilas associadas ao processamento de informações tenham maior volume, decorrente do investimento tecidual, em operários maiores, refletindo a especialização de tarefas.