Explorando as complexidades do mutualismo na natureza

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Explorando as complexidades do mutualismo na natureza
Intrigados pela rica flora e fauna no campus do Instituto Indiano de Ciência, Bengaluru e as florestas próximas dos
Ghats Ocidentais da índia, pesquisadores do instituto examinam as complexidades das relações mutualistas na
natureza.
Interações a longo prazo entre organismos vivos abundam na natureza. Observar essas associações – como as
interações mutualistas entre insetos e plantas, entre muitos outros – imbui a curiosidade das mentes dos
pesquisadores. Por exemplo, uma abela se alimenta de néctar – um líquido açucarado – presente nas flores de uma
planta e, em troca, ajuda na polinização da planta. Tais trocas que ocorrem na natureza são conhecidas como “com
mutualismos”.
Um mutualismo é essencialmente um tipo de interação entre duas partes em estreita proximidade, onde há uma
troca de recompensas e serviços entre eles. A parceria é mutuamente benéfica para ambas as partes, com custos
mínimos incorridos em ambos os lados. Este relacionamento estável é baseado em um bom equilíbrio em que um
parceiro fornece recompensas suficientes para obter o serviço necessário, e nada mais.
Os ecologistas agora acreditam que quase todas as espécies da Terra estão direta ou indiretamente envolvidas em
uma ou mais dessas interações. A fascinação para esses sistemas inspirou vários pesquisadores do Instituto Indiano
de Ciência (IISc), Bengaluru, a explorar a rica flora e a fauna em seu exuberante campus verde e os Ghats
ocidentais nas proximidades – um dos hotspots globais de biodiversidade – e estudar esses sistemas de perto. As
investigações de alguns desses pesquisadores em dois desses sistemas mutualistas revelaram as maneiras pelas
quais os parceiros co-evoluíram para realizar o ato de equilíbrio em seus relacionamentos complexos.
A figueira e a vora
Um fruto de figueira (Fig. 1a) contém cachos de pequenas flores que formam um arranjo de flores fechado único,
chamado de “sóbio”. Escondido dentro dele, figueiras especializadas (Fig. 1b) ajudar na troca de pólen entre flores
masculinas e femininas. Em troca, a fruta lhes confere alimento e um refúgio seguro para as vespas. Cada
comunidade de vespas é completamente dependente de suas espécies específicas de figueiras para completar seu
ciclo de vida.
Figura 1. Uma mutualidade de figueira. (a) Uma inflorescência de figo dentro do campus do IISc, Bengaluru. (b) Fig. vespas dentro de 
Vignesh Venkateswaran, ex-aluno de doutorado integrado no IISc, atualmente pesquisador de pós-doutorado no
Instituto Max Planck de Ecologia Química, estudou esse mutualismo entre espécies de figueiras – Ficus racemosa,
Ficus hispida e as comunidades de vespas de figo associadas a elas. Venkateswaran começou sua jornada de
doutorado sentado perto de figueiras no campus do IISc por longas horas para observar as vespas de figos que
chegam de outras árvores em diferentes momentos, perguntando-se sobre como as habilidades de voo do figo
evoluíram em conexão com a distância entre as figueiras.
Enquanto F. racemosa árvores crescem espaçadas umas das outras, as árvores de hispida F crescem juntas.
Venkateswaran mostrou que as vespas que visitavam F. racemosa tinham níveis de energia mais altos, permitindo-
lhes voar distâncias mais longas em comparação com as vespas que visitaram F. hispida. “As comunidades de
vespas de figo conseguiram evoluir, adaptar e combinar suas habilidades de dispersão com a distribuição das
plantas; assim, espelhando como as figueiras são espaçadas”, explica. Isso exemplifica como os mutualistas co-
evoluem em relação ao outro.
A figueira também abriga minúsculos nematóides (vermes redondos) que pegam carona no abdômen da vespa para
se mover de árvore em árvore (Fig. 1c) (em inglês). Quando Satyajeet Gupta, ex-aluno de doutorado integrado no
IISc e atualmente pesquisador de pós-doutorado na Universidade Sueca de Ciências Agrícolas, se desculpou no
sistema de figueiras mutualistas, ele se perguntou quais estratégias são empregadas por um terceiro, como esses
vermes de carona para sobreviver neste mutualismo.
Gupta identificou três espécies de nematóides figos residentes dentro do intestino da fêmea polinizadora de figo
associada à figueira F. racemosa. ““Costumou ser bastante fascinante ver nematoides contorcendo-se e se
movendo dentro da figueira, toda vez que eu abria um”, diz Gupta. Ele descobriu que, se houver muitos vermes que
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embarcam em uma vespa, eles se transformam em parasitas e afetam tanto a vespa quanto a árvore. Embora essa
intervenção de terceiros possa afetar negativamente o mutualismo, o mutualismo ainda persiste. ““É possível que os
nematoides sejam parasitas em grande número. Em números mais baixos, eles provavelmente não prejudicam o
mutualismo fisicultino”, explica Gupta.
Gupta também descobriu que os vermes tendem a embarcar em “veículos” de vespas com menos tripas lotadas
usando sinais químicos. Um verme que escolhe um intestino fortemente lotado de uma vespa nunca seria capaz de
se propagar, já que a vespa muito mais pesada enfrentaria dificuldade em atingir o fruto da figueira da próxima
figueira distante e provavelmente seria comido por predadores durante sua jornada. Afinal, a sobrevivência não
apenas dos dois mutualistas, mas também do terceiro é importante para o funcionamento do ecossistema.
O apartamento da fábrica de Humboldtia e seus inquilinos
Se um relacionamento de três vias parece complicado, como uma interação de quatro vias pode se parecer? Para
descobrir, caminhamos até as colinas dos Ghats Ocidentais, onde cresce uma planta única conhecida como
Humboldtia brunonis (Fig. 2). Esta planta tem estruturas especiais em suas folhas que produzem néctar para
formigas. A planta também tem abrigos especiais – câmaras inchadas vazias em seu caule, conhecidas como
‘“domatia”. 2a), onde residem as formigas. Em troca, as formigas atuam como guardas de segurança e protegem a
planta de ser comida por herbívoros. ““Fiquei impressionado com a ideia de que há uma planta em algum lugar nas
florestas tropicais dos Ghats Ocidentais que tem uma amizade com formigas, e que esta planta é endêmica para
essas florestas tropicais”, diz Joyshree Chanam, pesquisadora de pós-doutorado no Centro Nacional de Ciências
Biológicas, que estudou esse mutualismo único de plantas em seu doutorado no IISc.
Além das formigas, Chanam descobriu outro inquilino nessas domatas – a minhoca arbórea, Perionyx pullus (Fig. 2b
(em inglês). Ela se perguntou como essas minhocas pagaram a planta por sua habitação. A resposta foi – com seus
excrementos! O resíduo orgânico gerado por esses vermes é absorvido pela parede domatia e se torna nutrição
para a planta. ““Inicialmente, pensamos que esses habitantes de domácia são intrusos oportunistas, mas acontece
que – eles são mutualistas”, afirma Chanam.
Figura 2. Mutualismo em uma planta de Humboldtia. (a) Domatium de Humboldtia brunonis com uma seta apontando para a fenda de 
(b) Vermes arboreais emergindo de um dommatium experimentalmente aberto. (c) O interior de um dommatium ocupado por ant. (d) I
microscópio eletrônico de varredura das células da parede interna de um domatium, mostrando as estruturas de linha de células de um
Créditos: Imagens (a), (b) e (c) foram retiradas de Chanam et al., Ecologia Funcional 2014, 28, 1107 – 1116, com permissão dos autor
(d) foi fornecida por Joyshree Chanam.
Chanam observou ainda uma fina camada fúngica nas paredes internas da domácia (Fig. 2 d). Arkamitra Vishnu,
pesquisadora de pós-doutorado no IISc, atualmente Gerente do Programa do Centro Nacional de Ciências
Biológicas, identificou esse fungo e investigou seu papel nesse mutualismo único de seta. As árvores de Humboldtia
muitas vezes têm minhocas e formigas coabitando na mesma doácia. Vishnu descobriu que, nesses casos, as
formigas começaram a construir uma estrutura forte e espessa semelhante à parede chamada ‘“caixa”, feita a partir
da diversificada rede fúngica comumente disponível na superfície da plantae nos tecidos da planta Humboldtia –
para criar uma partição no espaço habitacional dentro da doácia.
Permanecer em um lado da caixa é importante para as formigas, bem como os fungos da parede, porque as
secreções das minhocas podem ser prejudiciais para ambos. Os fungos de parede cultivados pelos inquilinos de
formigas também podem desempenhar um papel nas necessidades nutricionais da formiga. Em troca, os fungos são
capazes de prosperar no ambiente protetor da domácia. Portanto, ele se comporta como um mutualista estrutural
neste mutualismo ant-fungo”, explica Vishnu. Exemplos semelhantes de mutualismos múltiplos coexistindo em um
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sistema natural são bastante comuns na natureza. Os micróbios estão onipresentemente presentes em todos os
lugares e, portanto, é crucial entender os papéis que desempenham nas várias interações de longo prazo, como
mutualismos.
Figura 3. Pesquisadores do IISc mencionados neste artigo. (a) Vignesh Venkateswaran (Foto: Satyajeet Gupta ). (b) Satyajeet Gupta (
Investigando as interações encapsuladas dentro de sistemas mutualistas e decifrando os mecanismos e as
complexidades ocultas nessas interações de longo prazo deixam os ecologistas totalmente encantados das
maneiras mais incríveis. Perseguir tais projetos inspirados na natureza ajuda não só a desvendar os mistérios das
interações naturais ao nosso redor, mas também apreciar a grandeza nas formas de vida em meio a nós.