O PRIMEIRO OLHAR SOBRE UMA ÚNICA GOTA DE FEROMÔNIO DE FORMIGA

Quando uma formiga Lasius niger encontra comida, ela volta para casa e deixa atrás de si uma trilha de cheiro. Abaixa o abdômen até o chão e deposita minúsculas gotículas de feromônio, uma mensagem química que leva as companheiras de ninho até a fonte. Essas trilhas foram descritas já em 1779. Tornaram-se um modelo clássico de auto-organização e inspiraram toda uma família de métodos computacionais, os algoritmos de otimização por colônia de formigas.

A gota que ninguém tinha visto

No entanto, a unidade básica da trilha nunca tinha sido observada. Os pesquisadores deduzem a força de uma trilha pelo tráfego de formigas ou pelo comportamento de deposição, e supõem que todas as gotas são iguais. O volume de um depósito, a velocidade com que evapora, a concentração real de uma trilha natural: tudo desconhecido. Nem mesmo o solvente que compõe a maior parte de uma gota tinha sido identificado.

Laure-Anne Poissonnier, Pierre Bon e seus colegas do instituto XLIM (CNRS e Universidade de Limoges) decidiram ver essas gotas diretamente.

Pesar uma gota com luz

As formigas, Lasius niger, vinham de uma colônia fundada por uma rainha coletada em Toulouse em 2020. Depois de alguns dias sem comida, as operárias foram soltas sobre uma ponte de vidro suspensa de 57 milímetros de comprimento, com água açucarada na outra ponta.

Os depósitos são transparentes, por isso a equipe usou a imagem de fase quantitativa (quantitative phase imaging): uma técnica interferométrica que mede quanto um objeto transparente atrasa a luz que o atravessa. Supondo um índice de refração, esse atraso dá a espessura local, com precisão de cerca de 20%. Sem corante, sem contato. Uma primeira câmera filmava uma área fixa da ponte a até 250 imagens por segundo; depois, um microscópio com platina motorizada varria a ponte inteira.

Um líquido que desaparece, um sólido que permanece

As primeiras gotas foram flagradas ao vivo, no momento em que saíam do abdômen. Eram líquidas. Uma passou de 0,4 para 0,15 picolitro em cerca de 120 milissegundos. Outra, quatro vezes maior, passou de 1,7 para 0,4 picolitro com uma constante de tempo de 11 segundos. Um picolitro é um trilionésimo de litro.

O que sobra é uma mancha sólida e plana com cerca de 80 micrômetros de largura e apenas dezenas a centenas de nanômetros de espessura. Acompanhada ao microscópio por mais de uma hora, uma dessas manchas perdeu lentamente cerca de 10% do seu volume, com uma constante de tempo de 63 minutos — próxima do tempo que as trilhas de Lasius niger costumam permanecer ativas. Um resíduo sólido ainda estava lá 24 horas depois.

Os autores interpretam isso como três ingredientes:

• um solvente que forma a maior parte da gota e evapora em segundos — algo que escapa às análises químicas habituais, que coletam a trilha depois;
• um sólido que sublima lentamente, passando diretamente a gás. Eles sugerem a isocumarina, uma molécula conhecida por fazer essas formigas seguirem uma trilha;
• um resíduo estável, que pode funcionar como uma matriz de retenção e manter o cheiro no lugar.

Se todo o material sublimado de um depósito for isocumarina, isso corresponde a cerca de 26 picogramas, ou 110 bilhões de moléculas liberadas no ar.

Observar a formiga não basta

Os pesquisadores costumam contar as gotas observando a característica flexão do abdômen. A equipe filmou formigas de cima e de lado e depois varreu a ponte. Em uma formiga representativa, foram vistas 7 posturas de deposição: 6 corresponderam a um depósito real, e uma não correspondia a nada, mesmo procurando com maior sensibilidade. O comportamento é um indicador útil, mas imperfeito.

Não há duas gotas iguais

Veio então a maior surpresa. Entre cinco formigas, os depósitos diferiam em forma, área e volume:

• área mediana: 4.300 micrômetros quadrados, com variação de dez vezes;
• volume mediano: 0,68 picolitro, indo de menos de 0,2 a mais de 4 — mais de 20 vezes;
• redondos ou em forma de pera, conforme a maneira como a formiga arrastava o abdômen.

Um modelo estatístico atribuiu cerca de 90% da variação a diferenças entre formigas individuais. A suposição comum de depósitos idênticos está errada, pelo menos nesta espécie.

Especialistas em trilhas?

Se essas diferenças individuais forem estáveis ao longo do tempo, algumas operárias podem ter um papel desproporcional na construção das trilhas. Os autores querem inserir esses valores medidos em modelos de comportamento coletivo e em algoritmos de otimização, e descobrir a menor quantidade que uma formiga consegue detectar. Para além da biologia pura, eles apontam aplicações práticas: as iscas contra formigas invasoras exploram o recrutamento que as trilhas provocam, e os feromônios são cada vez mais usados na agricultura como alternativas direcionadas aos pesticidas.