As formigas-cortadeiras são integrantes pequenos, mas poderosos, do ecossistema. Encontradas em florestas da América Central e do Sul, essas formigas têm um dos sistemas sociais mais avançados do reino animal. O que as torna únicas é seu comportamento agrícola: ao contrário da maioria dos animais, elas cultivam seu próprio alimento. A agricultura é uma forma especializada de mutualismo que evoluiu em apenas quatro grupos de animais: humanos, besouros-da-casca, cupins e formigas (e, possivelmente, peixes-donzela). As formigas-cortadeiras fazem isso coletando folhas e usando-as para cultivar fungos, que se tornam sua principal fonte de alimento. Essa prática agrícola, chamada “fungicultura”, é extremamente rara no mundo animal e torna as formigas-cortadeiras um tema fascinante para os cientistas.
Assim como os agricultores humanos, as formigas-cortadeiras têm um sistema complexo para cuidar de seus jardins. Seus ninhos contêm várias câmaras onde são realizadas diferentes tarefas, desde armazenar folhas até cultivar os fungos. Essa agricultura singular permitiu que as formigas-cortadeiras prosperassem, tornando-as ecologicamente importantes e uma parte fundamental dos ecossistemas florestais.
Cultivo de fungos: a agricultura singular das formigas
Acromyrmex versicolor (formiga-cortadeira-do-deserto) cortando folhas
As formigas-cortadeiras têm uma relação simbiótica com os fungos que cultivam, o que significa que tanto as formigas quanto os fungos se beneficiam dessa parceria. As formigas coletam folhas frescas, levam-nas de volta aos ninhos e as usam para “alimentar” os fungos. Ao mastigar as folhas e criar uma pasta semelhante a adubo, as formigas fornecem um substrato ideal para o crescimento do fungo. Em contrapartida, o fungo produz estruturas especiais que as formigas podem comer, fornecendo-lhes nutrientes essenciais.
Fungos e micélio de formigas-cortadeiras (Crédito: Shawn A Steffan)
Assim como os agricultores humanos cuidam das plantações, as formigas-cortadeiras trabalham constantemente para proteger e manter seus jardins de fungos. Elas monitoram cuidadosamente as plantações em busca de doenças ou pragas e removem tudo o que possa prejudicar o fungo. Esse sistema reflete a agricultura humana de maneiras surpreendentes: enquanto os humanos plantam, fertilizam e protegem suas plantações para garantir um abastecimento estável de alimentos, as formigas-cortadeiras fazem o mesmo com seus fungos. Essa cooperação entre formigas e fungos tem sido tão bem-sucedida que permitiu às formigas-cortadeiras estabelecer vastas colônias e se tornar uma das espécies de formigas mais dominantes em seu ambiente.
A estrutura de uma colônia de formigas-cortadeiras
Uma colônia de formigas-cortadeiras é uma comunidade altamente organizada, em que cada formiga tem uma função específica. Cada colônia tem uma rainha, que é a maior formiga e a única que põe ovos, garantindo o crescimento da colônia.
As rainhas de Acromyrmex têm formas muito esculpidas
As formigas operárias são divididas em castas, cada uma com uma função específica na manutenção da colônia.
- Forrageadoras são responsáveis por coletar folhas fora do ninho. Elas cortam pedaços das folhas e os carregam de volta, formando trilhas impressionantes de ida e volta do ninho.
- Jardineiras cuidam das hortas de fungos dentro do ninho. Elas mastigam as folhas trazidas pelas forrageadoras e as colocam cuidadosamente para alimentar os fungos.
- Soldados defendem o ninho e protegem as forrageadoras. São maiores e mais fortes, preparados para afastar predadores e colônias rivais.
Confronto entre a formiga-cortadeira-de-folhas-lisas (Atta laevigata) e uma coluna de cupins em busca de alimento (Crédito: Thomaz de Carvalho Callado)
Essa divisão do trabalho se assemelha à organização social das sociedades humanas, em que cada indivíduo assume funções especializadas para contribuir com a comunidade. Assim como os humanos dependem do trabalho em equipe e da cooperação, cada casta de formigas de uma colônia de formigas-cortadeiras depende das outras para sobreviver. Essa estrutura social avançada é fundamental para o sucesso da espécie e é um dos principais motivos pelos quais os cientistas comparam as sociedades das formigas-cortadeiras às sociedades humanas.
Origens evolutivas das formigas-cortadeiras
A evolução das formigas-cortadeiras pode ser rastreada até cerca de 66 milhões de anos atrás, após a extinção em massa que encerrou a era dos dinossauros. Nos dias que se seguiram à extinção dos dinossauros, os alimentos eram escassos, com exceção de certos fungos, que conseguiram continuar crescendo no habitat pós-apocalíptico. Algumas formigas, chamadas attíneas, conseguiam comer esses fungos e, aos poucos, desenvolveram um novo tipo de agricultura.
Muitas formigas mirmicíneas da tribo Attini, aparentadas às formigas-cortadeiras, ainda incluem cogumelos em sua dieta (Mary Jane Epps. Clint Pennick)
Os ancestrais mais primitivos dessas formigas, conhecidos como “attíneos inferiores”, iniciaram essa prática agrícola coletando detritos vegetais, como folhas e gravetos, e usando-os para cultivar fungos do grupo Leucocoprineae (também conhecidos como “cogumelos-guarda-chuva”). Esses primeiros agricultores dependiam de resíduos orgânicos, em vez de plantas frescas, para manter suas hortas. Com o tempo, porém, algumas formigas desenvolveram novos métodos para aprimorar o cultivo de fungos.
Cyphomyrmex sp. Alguns attíneos inferiores cultivam o fungo em aglomerados na forma de levedura, enquanto outros o cultivam na forma de micélio (na imagem)
Algumas Cyphomyrmex sp. (attíneos inferiores) criam ninhos aéreos cobertos por plantas epífitas
Uma grande mudança levou ao que os cientistas chamam de “agricultura superior”, quando as formigas começaram a cultivar um tipo diferente de fungo, que só conseguia sobreviver dentro de suas colônias. Diferentemente dos fungos cultivados por seus ancestrais, esses fungos formavam estruturas especiais chamadas gongilídios, repletas de nutrientes para a alimentação das formigas.
As agricultoras mais avançadas dessa tribo são as “formigas-cortadeiras”, que incluem os gêneros Atta e Acromyrmex. As cortadeiras desenvolveram uma notável capacidade de cortar folhas e flores frescas, um grande avanço que lhes permitiu cultivar seus jardins de fungos em vegetação recém-cortada e rica em nutrientes, em vez de material em decomposição. Uma única colônia de cortadeiras, com milhões de operárias, pode consumir uma quantidade de matéria vegetal comparável à de um grande mamífero, tornando-as ecologicamente semelhantes a grandes herbívoros em termos de impacto sobre o ambiente. Essas formigas já foram observadas criando elaboradas fazendas subterrâneas com sistemas complexos de ventilação, o que demonstra o quanto suas práticas agrícolas evoluíram.
Atta mexicana, ou formigas-cortadeiras-mexicanas carregando material vegetal para o ninho (Crédito: Jake Nitta)
Curiosamente, diferentes grupos dentro das Attini, como as cultivadoras de fungos-coral e as formigas que cultivam leveduras, também desenvolveram suas próprias formas singulares de agricultura. Cada sistema surgiu à medida que as formigas se adaptavam a diferentes pressões ambientais e biológicas.
De modo geral, as formigas-cortadeiras e suas parentes demonstram a impressionante capacidade de adaptação e inovação dos insetos ao longo do tempo. A agricultura delas se assemelha à agricultura humana em alguns aspectos, refletindo a ideia de que necessidades semelhantes podem levar espécies diferentes a soluções comparáveis, mesmo quando estão separadas por milhões de anos.
As formigas-cortadeiras têm uma pegada de carbono
As formigas-cortadeiras desempenham um papel significativo em seu ecossistema. Ao cortar folhas e alimentar seus cultivos de fungos, elas contribuem para o processo de decomposição, ajudando a devolver nutrientes ao solo. Essa atividade promove o crescimento das plantas, favorece a saúde das florestas e ajuda a manter a biodiversidade.
Saúvas-do-Chaco (Atta vollenweideri) em saídas de ventilação (Crédito: Marcela Cosarinsky, Flavio Roces)
Além disso, as formigas-cortadeiras influenciam os tipos de plantas que crescem em seu habitat. Ao escolher seletivamente folhas de determinadas plantas, elas moldam indiretamente a vegetação ao seu redor. Os cientistas se interessam por esse impacto porque ele mostra como uma única espécie pode ter efeitos abrangentes sobre o ambiente, de forma semelhante a como as práticas agrícolas humanas moldam as paisagens.
As formigas-cortadeiras, especialmente as do gênero Atta, desempenham um papel surpreendente nas emissões de gases de efeito estufa em florestas tropicais. Como engenheiras do ecossistema, elas modificam o ambiente por meio de grandes ninhos complexos e montes de resíduos, afetando a composição do solo e as trocas gasosas com a atmosfera. Estudos realizados em florestas neotropicais, como os sobre Atta cephalotes na Costa Rica, demonstraram que esses ninhos e montes de resíduos alteram a dinâmica do CO₂ no solo, resultando em emissões significativas de CO₂ e até mesmo de N₂O (óxido nitroso).
Os ninhos de formigas-cortadeiras do deserto costumam ser cercados por folhas de pau-ferro (crédito: Harrison Elkins)
Em condições úmidas, os solos tropicais ricos em argila costumam limitar a movimentação do CO₂, causando altas concentrações do gás no subsolo. No entanto, os ninhos de formigas-cortadeiras, com suas extensas redes de túneis e câmaras, criam caminhos que ajudam a liberar CO₂ do solo para a atmosfera. O sistema de ventilação desses ninhos é muito eficaz: as aberturas liberam CO₂ em níveis dezenas de milhares de vezes maiores que os encontrados no solo fora dos ninhos.
A influência das formigas-cortadeiras nas emissões de gases de efeito estufa não se limita ao CO₂. Seus montes de resíduos, que acumulam matéria vegetal degradada, biomassa de fungos e formigas mortas, criam focos de resíduos ricos em nitrogênio. Além de CO₂, esses montes de resíduos emitem quantidades significativas de N₂O, um potente gás de efeito estufa.
Formigas-cortadeiras capinam suas plantações
Uma das coisas mais interessantes sobre as formigas-cortadeiras é a maneira como elas se comunicam e se organizam para realizar tarefas complexas. Elas usam sinais químicos chamados feromônios para se comunicar. Esses sinais ajudam a marcar trilhas de ida e volta até as fontes de folhas, permitindo que outras formigas as sigam. Esse trabalho em equipe é fundamental para transportar grandes quantidades de folhas e manter as plantações de fungos.
As formigas-cortadeiras também praticam higiene para impedir que bactérias nocivas e pragas invadam suas plantações de fungos. A agricultura das formigas atíneas depende de uma parceria notável com outros organismos. Seu sistema agrícola envolve uma relação mutualística (benéfica para ambos os lados) tanto com os fungos que cultivam quanto com um tipo de bactéria, a Pseudonocardia, que cresce no corpo das formigas.
A camada branca sobre as formigas-cortadeiras é formada por bactérias Pseudonocardia, que atacam Escovopsis, um fungo que funciona como “erva daninha” para as formigas-cortadeiras.
Essa bactéria produz antibióticos que protegem as plantações de fungos das formigas contra um fungo parasita nocivo, Escovopsis. Essa relação simbiótica de “quatro partes” — entre as formigas, o fungo que cultivam, as bactérias que o protegem e o fungo parasita — reflete um nível extraordinário de coevolução, em que cada espécie evoluiu ao lado das outras ao longo de milhões de anos.
Em colônias maduras, é possível observar uma camada branca e cerosa no corpo das formigas-cortadeiras. Essa camada cerosa é formada por bactérias Pseudonocardia, que atuam em conjunto com as formigas para matar Escovopsis. Isso é semelhante ao uso de pesticidas por agricultores para proteger suas plantações. Os esforços de saneamento das formigas-cortadeiras são fundamentais para manter sua fonte de alimento saudável e produtiva.
Passageiras e guardiãs das formigas-cortadeiras
O transporte de formigas nas folhas é um comportamento fascinante das formigas-cortadeiras, no qual pequenas formigas operárias, chamadas “minimas”, viajam sobre as folhas que as operárias maiores carregam de volta ao ninho.
A defesa contra pequenas moscas parasitas chamadas forídeos é um dos motivos desse comportamento de pegar carona. As moscas forídeas são conhecidas por atacar formigas maiores que carregam folhas, depositando ovos nelas. Quando os ovos eclodem, as larvas se alimentam da formiga. As pequenas formigas que pegam carona atuam como guarda-costas, afastando essas moscas antes que possam atacar a formiga operária maior que carrega a folha. Em colônias onde as moscas forídeas são um problema maior, os cientistas observaram que o comportamento de pegar carona ocorre com mais frequência. Algumas espécies de formigas até aumentam o número de formigas passageiras quando percebem a proximidade de moscas forídeas, mostrando que a presença dessas moscas pode ter um papel importante no surgimento desse comportamento.
Formigas-cortadeiras com formigas passageiras nas folhas
Outro motivo para pegar carona está relacionado à limpeza das folhas. Enquanto viajam sobre elas, formigas pequenas às vezes limpam sua superfície, possivelmente removendo fungos nocivos ou sujeira que poderiam prejudicar as plantações de fungos. Elas também podem depositar enzimas nas folhas que ajudam o fungo cultivado a crescer melhor, contribuindo para a saúde da colônia como um todo.
Por fim, os cientistas acreditam que o comportamento de pegar carona das formigas está ligado à alimentação de seiva. As formigas-cortadeiras obtêm a maior parte de sua nutrição do fungo que cultivam, mas as folhas também liberam seiva quando são cortadas. Ao viajar sobre as folhas, as formigas pequenas podem se alimentar dessa seiva, obtendo nutrientes e hidratação adicionais durante suas expedições de coleta. Essa nutrição extra pode ajudar as formigas que pegam carona a se manterem ativas e cheias de energia enquanto protegem e limpam as folhas.
Esses possíveis motivos - conservação de energia, limpeza das folhas, defesa contra moscas forídeas e alimentação de seiva - provavelmente contribuem de diferentes maneiras para o comportamento de pegar carona, tornando-o uma adaptação versátil e útil para as formigas-cortadeiras. Esse comportamento mostra como até mesmo pequenas ações podem desempenhar um papel importante na sobrevivência de uma espécie e é apenas um exemplo de como as formigas-cortadeiras desenvolveram estratégias complexas para lidar com os desafios do ambiente.
Superestradas das formigas cortadeiras
As formigas cortadeiras são construtoras especializadas no mundo dos insetos, criando caminhos que funcionam como superestradas pela floresta. Essas trilhas podem se estender por centenas de metros e conectar diferentes partes do vasto território da colônia, permitindo que milhares de formigas transportem folhas para suas plantações subterrâneas. Ao contrário das estradas humanas, que envolvem planejamento e equipamentos de construção, os caminhos das formigas são criados e mantidos inteiramente por meio de comportamentos simples de formigas individuais, que trabalham juntas sem um plano detalhado.
Trilha de formigas cortadeiras pela vegetação rasteira (Crédito: Beatrice Murch)
Quando encontram algo bloqueando o caminho, como um graveto ou uma folha, as formigas podem removê-lo ou contorná-lo. Parece que certas formigas agem quase como “desobstruidoras de trilhas” dedicadas, enquanto outras continuam carregando cargas, tornando o caminho mais desimpedido e suave com o tempo.
Cada formiga tem uma probabilidade básica de remover um obstáculo ao encontrá-lo e, com o tempo, esses esforços individuais resultam em trilhas largas e desobstruídas, que beneficiam toda a colônia. Sem sinais complexos nem planejamento, os comportamentos das formigas se somam para criar uma rede organizada e eficiente.
Estrada de formigas cortadeiras (Crédito: Dennis Tang)
Diferentes obstáculos também são tratados de maneiras diferentes; objetos planos que estão na trilha costumam ser ignorados, enquanto itens em pé ou que obstruem a passagem geralmente são removidos. Às vezes, objetos como tiras de papel tratadas com substâncias açucaradas são até levados para o ninho, indicando que as formigas podem se basear no olfato e no paladar para decidir se devem mover ou ignorar um objeto no caminho.
Ao manter essas trilhas, as formigas conseguem se deslocar com eficiência entre as fontes de alimento e o ninho. As superestradas que constroem economizam tempo e energia, facilitando o transporte das enormes quantidades de folhas de que precisam para suas plantações subterrâneas de fungos. Essas formigas cortadeiras trabalham incansavelmente em suas estradas, mostrando como comportamentos individuais podem criar estruturas de grande escala sem planos detalhados nem comunicação direta.
Conclusão
As formigas cortadeiras são realmente únicas no mundo dos insetos. Seu estilo de vida agrícola, sua complexa estrutura social e seu impacto ambiental fazem delas uma das espécies mais fascinantes da natureza. Ao estudar as formigas cortadeiras, os cientistas estão aprendendo mais sobre evolução, agricultura e organização social. Essas pequenas agricultoras oferecem conhecimentos que podem nos ajudar a entender melhor a sustentabilidade e a cooperação - dois princípios fundamentais não apenas para as formigas, mas também para a sociedade humana.
Formiga-cortadeira-do-deserto com botão de flor
Em suas complexas sociedades em miniatura, as formigas-cortadeiras mostram como a cooperação, a divisão do trabalho e o uso eficiente dos recursos podem levar ao sucesso. Para uma espécie tão pequena, elas nos lembram que trabalhar em conjunto e respeitar o meio ambiente são fundamentais para prosperar em qualquer ecossistema.
Leitura complementar
Bochynek, T., Burd, M., Kleineidam, C., & Meyer, B. (2019). Construção de infraestrutura sem troca de informações: o mecanismo de abertura de trilhas em formigas-cortadeiras do gênero atta. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 286(1895), 20182539. https://doi.org/10.1098/rspb.2018.2539
Fernandez‐Bou, A. S., Dierick, D., Swanson, A. C., Allen, M. F., Alvarado, A. G., Artavia‐León, A., Carrasquillo‐Quintana, O., Lachman, D. A., Oberbauer, S., Pinto‐Tomás, A. A., Rodríguez‐Reyes, Y., Rundel, P., Schwendenmann, L., Zelikova, T. J., & Harmon, T. C. (2019). O papel da formiga-cortadeira atta cephalotes, engenheira do ecossistema, na codinâmica do solo em uma floresta tropical úmida. Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, 124(2), 260–273. https://doi.org/10.1029/2018jg004723
Halboth, F., & Roces, F. (2017). A construção de torres de ventilação por formigas-cortadeiras atta vollenweideri: os níveis de dióxido de carbono nos túneis do ninho, mas não o fluxo de ar ou a umidade do ar, influenciam a estrutura das torres. PLOS ONE, 12(11). https://doi.org/10.1371/journal.pone.0188162
Operárias e rainhas de formigas-cortadeiras: Pergunte a um biólogo. Operárias e rainhas de formigas-cortadeiras | Pergunte a um biólogo. (s.d.). https://askabiologist.asu.edu/leafcutter-castes
Equipe da Biblioteca Global do Zoológico de San Diego. (s.d.). Libguides: Formiga-cortadeira (Atta Cephalotes): ficha informativa: comportamento e ecologia. Comportamento e ecologia - Ficha informativa sobre a formiga-cortadeira (Atta cephalotes) - LibGuides do Consórcio Internacional de Bibliotecas Ambientais. https://ielc.libguides.com/sdzg/factsheets/leafcutter-ant/behavior
Soper, F. M., Sullivan, B. W., Osborne, B. B., Shaw, A. N., Philippot, L., & Cleveland, C. C. (2019). Formigas-cortadeiras criam grandes focos de óxido nitroso em florestas tropicais. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 286(1894), 20182504. https://doi.org/10.1098/rspb.2018.2504