Uma equipe internacional de biólogos e físicos teóricos de Dresden (Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems), Cambridge, Reino Unido (Babraham Institute) e Atenas (B.S.R.C. "Alexander Fleming") abordou esse paradoxo usando experimentos em vespas de papel. As vespas de papel são insetos sociais que exibem divisão social do trabalho, com alguns insetos especializados em forrageamento e outras tarefas (trabalhadores), enquanto um único inseto se torna a rainha especializada em produzir descendentes.
Embora essa divisão de trabalho permaneça estável por toda a vida da rainha, quando a rainha é removida do ninho ou morre, as operárias restantes podem mudar rapidamente seu comportamento e estabelecer uma nova rainha. Devido a esse comportamento, as vespas do papel servem como campo de testes experimental para estudar a plasticidade biológica.

Durante viagens de campo ao habitat nativo das vespas no Panamá, os cientistas conduziram experimentos em que removeram a rainha das sociedades de ninho e, em seguida, mediram como as operárias restantes restabeleceram uma nova rainha.

Nesses experimentos, a pesquisa combinou diferentes ferramentas experimentais, como gravações de vídeo e perfis moleculares detalhados dos cérebros dos insetos, para acompanhar esse processo simultaneamente em escalas espaciais muito diferentes de organização biológica, a fim de investigar a interação entre processos moleculares e interações sociais.

"Usar insetos sociais para estudar plasticidade nos deu a oportunidade única de relacionar processos moleculares, individuais e sociais ao longo do tempo no nível de insetos individuais, algo que não é viável ao estudar células em tecidos de mamíferos", diz o Dr. Solenn Patalano, que conduziu o experimentos.

Ao empregar a teoria, os pesquisadores, liderados pelo Dr. Steffen Rulands, desvendaram os diferentes processos que levam ao estabelecimento de uma sociedade estável e à capacidade dos trabalhadores de estabelecer uma nova rainha. Eles descobriram que as vespas do papel contrabalançam a expressão de genes que estabelecem o comportamento de rainha com lutas agressivas que reprimem os mesmos genes.

Seus cálculos mostraram que isso permite que essas sociedades distingam entre diferentes tipos de perturbações que afetam o ninho:as perturbações intrínsecas afetam os insetos independentemente umas das outras e são ativamente suprimidas pela sociedade. Perturbações extrínsecas afetam toda a sociedade e a sociedade reage plasticamente.

"É fascinante ver como essas sociedades conseguem combinar processos que ocorrem em escalas de ordem de grandeza à parte para superar um aparente paradoxo", diz Adolfo Alsina, que realizou o trabalho teórico. Os insights obtidos com os insetos sociais podem ser aplicados no futuro para entender a plasticidade em outros sistemas biológicos, como a reprogramação de células em células-tronco em terapias regenerativas.

A pesquisa foi publicada em Cell Systems . + Explorar mais

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