As formigas que consomem um doce açucarado misturado com cafeína se tornam visivelmente melhores em encontrar o caminho de volta para ele. Um novo estudo publicado na iScience mostra que essas formigas tomam caminhos mais diretos em direção à recompensa, mesmo que não se movam mais rápido. Isso sugere que a cafeína melhora sua capacidade de aprender e memorizar locais. A pesquisa focou nas formigas argentinas (Linepithema humile), uma espécie invasora amplamente disseminada, e os achados indicam uma nova maneira potencial de melhorar o controle de pragas, tornando iscas mais atraentes e eficazes.
“A ideia deste projeto era encontrar uma maneira cognitiva de fazer com que as formigas consumissem mais das iscas venenosas que colocamos no campo”, afirma o autor principal e pesquisador de doutorado Henrique Galante, um biólogo computacional da Universidade de Regensburg. “Descobrimos que doses intermediárias de cafeína realmente aumentam o aprendizado — quando você lhes dá um pouco de cafeína, isso os empurra para caminhos mais retos e para conseguir chegar à recompensa mais rápido.”
As formigas argentinas estão entre as espécies invasoras mais danosas e dispendiosas do mundo. Os esforços para controlá-las geralmente dependem de iscas envenenadas, mas essas estratégias muitas vezes falham. Colônias podem ignorar a isca ou abandoná-la antes que se espalhe amplamente. A equipe de pesquisa explorou se a cafeína, que já é conhecida por melhorar o aprendizado em abelhas, poderia ajudar as formigas a memorizar melhor os locais das iscas e a levar mais companheiras até elas.
“Estamos tentando fazer com que elas sejam melhores em encontrar essas iscas, porque quanto mais rápido elas vão e retornam, mais trilhas de feromônio deixam, e mais formigas virão, e, portanto, mais rápido espalharão o veneno na colônia antes que elas percebam que é veneno”, diz Galante.
Testando os Efeitos da Cafeína no Laboratório
Para investigar essa ideia, os cientistas projetaram um experimento controlado utilizando diferentes níveis de cafeína. As formigas atravessaram uma pequena ponte desenhada com Lego para uma superfície de teste, que consistia em uma folha A4 colocada sobre acrílico. Lá, encontraram uma gota de solução açucarada contendo 0, 25 ppm, 250 ppm ou 2.000 ppm de cafeína.
“A menor dose que usamos é o que você encontra em plantas naturais, a dose intermediária é semelhante ao que você encontraria em algumas bebidas energéticas, e a quantidade mais alta está definida para ser a LD50 das abelhas — onde metade das abelhas alimentadas com essa dose morrem — portanto, provavelmente é bastante tóxico para elas”, diz Galante.
A equipe monitorou o movimento de cada formiga com um sistema automatizado, medindo tanto o tempo de viagem quanto a direcionalidade de seus caminhos. No total, 142 formigas participaram, e cada uma completou quatro trials. Entre os trials, as formigas podiam descarregar seu alimento coletado, e a superfície de teste era trocada para evitar que seguissem suas próprias trilhas de feromônios.
Caminhos Mais Retos, Aprendizado Mais Rápido
As formigas que receberam apenas açúcar mostraram pouca melhoria ao longo do tempo, indicando que não estavam aprendendo efetivamente a localização da recompensa. Em contraste, as formigas que receberam quantidades baixas ou moderadas de cafeína rapidamente se tornaram mais eficientes.
Para as formigas expostas a 25 ppm de cafeína, o tempo de forrageamento diminuiu em 28% a cada visita. Em 250 ppm, a melhoria chegou a 38%. Por exemplo, uma formiga que inicialmente levava 300 segundos para alcançar a recompensa poderia reduzir esse tempo para 113 segundos na dose mais baixa e apenas 54 segundos na dose intermediária na trial final. O nível mais alto de cafeína não produziu o mesmo benefício.
Foco em vez de Velocidade
A melhoria não ocorreu devido a um aumento na velocidade. Em vez disso, as formigas estimuladas por cafeína seguiram rotas mais diretas, sugerindo maior foco e melhor memória espacial. Seu ritmo permaneceu inalterado em todas as doses, mas seus trajetos tornaram-se menos sinuosos nos níveis de cafeína mais baixos e intermediários.
“O que vemos é que elas não estão se movendo mais rápido, estão apenas mais focadas em onde estão indo”, diz Galante. “Isso sugere que elas sabem para onde querem ir, portanto, aprenderam as localizações da recompensa.”
A cafeína não afetou a eficiência com que as formigas retornaram ao seu ninho, embora todas tenham melhorado levemente ao longo do tempo, independentemente da cafeína.
Uma Nova Ferramenta Potencial para o Controle de Pragas
Os resultados sugerem que a cafeína pode desempenhar um papel na melhoria das estratégias de controle de pragas para as formigas argentinas. Ao ajudar as formigas a aprenderem mais rapidamente as localizações das iscas e a recrutar mais companheiras, a cafeína poderia aumentar a eficácia com que o veneno se espalha pela colônia antes que as formigas o detectem.
Os pesquisadores alertam que mais trabalho é necessário antes de aplicar essa abordagem em ambientes do mundo real. Estudos em andamento estão testando iscas com cafeína em ambientes externos na Espanha e examinando como a cafeína interage com o veneno.
Esta pesquisa foi apoiada pelo Conselho Europeu de Pesquisa, pela Deutsche Forschungsgemeinschaft e pela Universidade de Regensburg.
