p Pesquisadores e colegas do Centro de Inovação de Microbioma (CMI) da Universidade da Califórnia em San Diego (CMI) quantificaram pela primeira vez o número de bactérias no intestino de uma ampla gama de espécies de formigas na floresta amazônica. Eles descobriram que as formigas principalmente herbívoras que vivem no dossel têm ordens de magnitude mais bactérias do que aquelas que vivem no solo. O trabalho tem implicações na forma como os estudos do microbioma são conduzidos. Os autores publicaram o estudo em 27 de julho em Biologia Integrativa e Comparativa . p Quando entomologistas tropicais começaram levantamentos sistemáticos da biomassa de artrópodes nas copas da floresta tropical, eles ficaram surpresos ao descobrir que as formigas eram a maioria. O problema girava em torno de uma aparente inversão da clássica pirâmide de biomassa do ecossistema terrestre:presumia-se que as formigas eram predadoras, ainda assim, eles superaram suas presas em potencial.

p Este "paradoxo" da biomassa foi parcialmente resolvido em 2003, quando os cientistas encontraram evidências de que a maioria das formigas que vivem no dossel da floresta tropical são herbívoros que se alimentam de líquidos derivados de plantas como seiva e néctar - mas isso apresentava outro dilema:nitrogênio, um nutriente biológico necessário, é limitado nesses recursos. Como essas formigas herbívoras do dossel adquirem nitrogênio suficiente para cultivar suas colônias?

p "É sabido que os insetos com dietas desequilibradas por nutrientes frequentemente dependem de simbioses bacterianas para complementar suas demandas nutricionais, "disse Jon Sanders, o autor principal do artigo e pós-doutorado no laboratório do diretor do corpo docente do CMI, Rob Knight, que está na UC San Diego School of Medicine. Na verdade, a bactéria Blochmannia da formiga carpinteira estava entre as primeiras bactérias descobertas a ter uma relação simbiótica com seu hospedeiro, e parecem desempenhar um papel na atualização ou reciclagem de nitrogênio, Sanders disse.

p "100 anos após esta descoberta, descobriu-se que bactérias extracelulares especializadas habitam as entranhas morfologicamente elaboradas do gênero arbóreo do novo mundo Cephalotes - nome comum de 'formigas tartaruga', também recentemente ficou famoso por suas habilidades de planagem, "disse Sanders, que publicou um artigo sobre a evolução dessas bactérias em 2014. "Sabemos que elas estão aí - esse conceito não é novo."

p Mas o que é novo é a forma como este estudo foi conduzido - usando dados quantitativos, ao invés de qualitativo, métodos para entender quantos deles existem, e o significado biológico de sua presença.

p As técnicas de sequenciamento atuais quase sempre começam com uma etapa de amplificação na qual o DNA modelo original é copiado várias vezes. As bibliotecas resultantes quase não retêm informações sobre o número de bactérias presentes no início.

p "A etapa de amplificação pode estar sujeita a contaminação, especialmente para amostras como formigas que têm concentrações iniciais de DNA muito baixas, "disse Sanders." Mesmo na ausência de contaminação, as implicações biológicas de comunidades de bactérias de densidade muito baixa são provavelmente substancialmente diferentes das de simbiontes altamente abundantes. Sem informações adicionais sobre abundância absoluta, pode ser difícil tirar conclusões biológicas significativas da diversidade. "

p Sanders e sua equipe usaram dois métodos independentes - PCR quantitativo (qPCR) e microscopia de fluorescência, que envolvia carregar um microscópio de 60 libras pela Amazônia - para avaliar a abundância absoluta de células bacterianas.

p O que eles descobriram foi surpreendente - as formigas herbívoras que vivem no dossel têm três a quatro ordens de magnitude a mais de bactérias em seus intestinos do que as formigas que vivem no solo.

p Dimensionado para o tamanho humano, tem o tamanho aproximado de uma garrafa de refrigerante de dois litros. Comparativamente, as formigas que vivem no solo contêm bactérias suficientes para igualar o tamanho de um grão de café torrado.

p "Isso indica que eles desempenham um papel importante, "disse Sanders." Presumivelmente tendo a ver com a sustentação de grandes fluxos de nutrientes. "

p Estranhamente, Contudo, os pesquisadores não viram as mesmas bactérias presentes em todos os gêneros herbívoros - então, por que as formigas que vivem do dossel precisam de tantas bactérias em seus intestinos? e por que não parece importar quais? E como essas relações surgiram? A ciência dirá, diz Sanders.

p "Normalmente pensamos em um microbioma como algo que um animal possui, "disse Sanders." Mas acho que estamos aprendendo que o que significa ter um microbioma é categoricamente diferente entre os animais, e que os dados de abundância absoluta são necessários para entender seu significado biológico. "