1.2 ENTRE MANDÍBULAS E FERRÕES: O ESTUDO DO COMPORTAMENTO DE VESPAS Fábio Prezoto Edilberto Giannotti Fábio Santos Nascimento Por que estudar o comportamento de vespas? Caro leitor, você pode estar surpreso ao encontrar um capítulo dedicado ao estudo do comportamento de vespas ou marimbondos, como são popularmente conhecidos e, com certeza deve estar imaginando como estes insetos podem contribuir para o estudo do comportamento animal, se comparado, por exemplo, aos mamíferos. Nossa intenção é convidá-lo a descobrir essa resposta. Vamos começar relembrando um acontecimento fundamental na história da etologia. Em meados do século XX, o holandês Niko Tinbergen, um dos fundadores da etologia moderna, comprovou a existência do comportamento inato por meio de um estudo detalhado de vespas solitárias. Seu experimento foi reconhecido mundialmente e encontra-se citado em todos os livros clássicos de etologia. Suas observações buscavam respostas para perguntas simples: como uma vespa solitária sabe onde e como construir seu ninho? Como ela sabe qual a presa que deve caçar? Como ela encontra o caminho para retornar ao seu ninho após uma viagem de campo? As respostas surgiram das observações do comportamento das vespas e contribuíram para a formulação da teoria do instinto que, em síntese, explica que parte dos comportamentos que os indivíduos executam estão impressos na 41 Comportamento Animal CS3.indd 41 19/1/2008 09:57:22
sua bagagem genética, não necessitando de uma aprendizagem. Dessa forma, uma vespa solitária já nasce sabendo como construir seu ninho, que tipo de presa capturar e a quantidade que deve aprovisionar. Desde então as vespas têm ocupado um lugar de destaque nos estudos comportamentais e podemos citar alguns fatores motivadores: a) muitas espécies de vespas possuem uma ampla distribuição geográfica, podendo ser facilmente encontradas em construções humanas, o que facilita o encontro de indivíduos para o estudo comportamental e propicia a aplicação de uma abordagem comparativa; b) as vespas se habituam facilmente com a presença do observador e, além disso, muitas espécies constroem ninhos expostos, o que facilita a observação do comportamento; c) em uma colônia de vespas, os indivíduos são todos parecidos, dessa forma é necessário realizar uma marcação a fim de se promover uma diferenciação. Nas vespas, esse processo pode ser feito com facilidade e com baixo custo, utilizando-se tintas para tecido, que não apresentam efeitos tóxicos para o animal e que por apresentarem uma grande variedade de cores, permitem a marcação de centenas de indivíduos pela combinação de pontos coloridos no tórax do animal; d) no caso das espécies sociais, a colônia pode permanecer ativa por um longo período, de alguns meses a vários anos, o que permite um estudo prolongado do comportamento desses animais; e) as vespas constituem um grupo muito diversificado no que se refere à organização social, podendo-se encontrar desde espécies solitárias até as altamente sociais. Essa diversidade permite compreender melhor como se originou o comportamento social, e a complexidade da vida social, pelo estudo da cooperação e do conflito entre os coespecíficos. Uma vez listados os motivos que promovem os estudos com- 42 Comportamento Animal CS3.indd 42 19/1/2008 09:57:23
portamentais em vespas, precisamos conhecer melhor a diversidade deste grupo. O que são vespas? As vespas são insetos da ordem Hymenoptera, com cerca de 130.000 espécies, que inclui ainda as abelhas (15.000 spp.) e formigas (10.000 spp.). O termo vespa engloba uma grande diversidade de insetos, que apresentam comportamentos variados: fitófagos, carnívoros, predadores, parasitóides, sendo que, somente alguns apresentam comportamento social. Na família Vespidae (4.000 spp.) encontram-se grupos primariamente solitários (maioria das espécies), Euparagiinae (com apenas 9 spp. ocorrendo na região Neártica), Masarinae (a vespa pólen, com 250 spp. amplamente distribuídas) e Eumeninae (a vespa pote, o maior grupo, com 3.000 spp., também amplamente distribuídas), sendo que, nas duas últimas subfamílias, algumas poucas espécies constroem ninhos comunais, não havendo divisão de castas. O comportamento social é observado nas outras três subfamílias: Stenogastrinae ( vespa planadora, com 50 spp., da região Indo-Malaia); Vespinae ( vespão e jaquetas-amarelas, 60 spp. Holártica e Oriental) e Polistinae ( vespa papel, com 738 spp. em 29 gêneros, o grupo mais diversificado e amplamente distribuído de todos). No mundo existem 974 espécies de vespas sociais, sendo que 552 espécies (56,67% da diversidade total) encontram-se nas Américas e 319 (32,75%) ocorrem no Brasil. As espécies de vespas sociais atraem um maior número de pesquisadores, se comparado aos estudos com vespas solitárias e essa grande diferença também se reflete no número de publicações e conhecimentos adquiridos sobre os grupos. Dessa forma, vamos enfa- 43 Comportamento Animal CS3.indd 43 19/1/2008 09:57:23
tizar daqui para frente o grupo que recebe a maior atenção por parte dos pesquisadores. Um breve histórico sobre os estudos com vespas sociais. O primeiro relato sobre a história natural de vespas sociais foi feito por Aristóteles (330 a.c.), em sua obra Historia Animalia: foram feitas descrições dos ciclos de vida e desenvolvimento de colônias de Vespinae, da existência de diferenciação de castas, da fundação solitária dos ninhos pelas rainhas que sobrevivem durante o inverno e o acasalamento. Seus registros foram os mais importantes por centenas de anos. Após isso, predominaram estudos de diversidade de fauna e morfologia, além de descrições de ninhos, que foram intensificados principalmente no final do século XVIII e início do século XX. Grandes avanços nos modernos estudos da biologia e comportamento de vespas sociais começaram na Itália, em Florença, na década de 1940, com as observações intensivas de Leo Pardi em colônias de Polistes: seus estudos revelaram pela primeira vez o fenômeno do estabelecimento da hierarquia de dominância nessas vespas, por meio da ordem de bicar, ou seja, a vespa com os ovários mais desenvolvidos passa a ser a única ou a principal poedeira da colônia, atacando e mordendo as demais fêmeas, impedindo-as de reproduzir. Nessa mesma época, a Escola de Paris, iniciada por Édouard-Philippe Deleurance se destacou nos estudos principalmente de fisiologia e comportamento social. É interessante ressaltar que esses importantes trabalhos de comportamento foram publicados na Europa, durante a segunda grande guerra mundial. Ainda na França, na década de 1960, trabalhos feitos por Hubert 44 Comportamento Animal CS3.indd 44 19/1/2008 09:57:23
Montagner sobre a distribuição oral de alimentos tratados com radioatividade, entre os membros de colônias de Vespinae, evidenciaram o fenômeno da trofaláxis entre adultos e entre larvas e adultos. Nos Estados Unidos, nas décadas de 1950-1960, destacam-se os trabalhos de H. E. Evans, que estabeleceram etapas evolutivas do comportamento social em vespas e Mary Jane West-Eberhard, que realizou estudos comparativos de biologia de Polistes de clima temperado e tropical. Em 1972, Robert L. Jeanne realizou o mais completo estudo da biologia de Mischocyttarus drewseni, sendo que a descoberta de substâncias repelentes de formigas, produzidas pelas vespas para defesa da colônia, foi seu maior destaque. Esses autores, posteriormente, passaram a estudar as vespas enxameantes (Epiponini) na América Central e do Sul. Atualmente, neste país, se concentram os maiores grupos de pesquisadores de Vespidae do mundo. Outra nação com grande número de pesquisadores é o Japão, cujos estudos de biologia e comportamento de vespas asiáticas e da Oceania são de grande relevância. No Reino Unido, destacam-se os trabalhos de taxonomia, principalmente feitos por O.W. Richards do Museu Britânico, que contém uma grande coleção de referência, com vespas do mundo todo. No Brasil, Warwick E. Kerr iniciou grupos de estudos de Hymenoptera, em Rio Claro e Ribeirão Preto, São Paulo. A partir da década de 1960, na Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Rio Claro (atual UNESP), Vilma Maule Rodrigues iniciou o grupo de estudos que formou diversos pesquisadores destes insetos e, na USP campus Ribeirão Preto, Ronaldo Zucchi, foi o formador de pesquisadores oriundos daquela instituição. Destacam-se ainda nos dias atuais os estudos de vespas sociais desenvolvidos na Universidade Federal de Juiz de Fora, Minas Gerais (desde a década de 1980) e centros emergentes no 45 Comportamento Animal CS3.indd 45 19/1/2008 09:57:23
Nordeste (Universidade Federal da Bahia, Universidade Estadual de Feira de Santana e Universidade Federal de Sergipe), Norte (Museu Paraense Emilio Goeldi ) e interior de São Paulo (UNESP Campus de São José do Rio Preto). O que estudar em vespas sociais? Nossa intenção aqui é sintetizar rapidamente as principais linhas de trabalho envolvendo o estudo do comportamento em vespas sociais: a) a escolha do local para a nova colônia: esta linha de estudo investiga os diversos fatores (proximais e ultimais) relacionados à procura do local onde será construído o ninho das vespas. Existem dois tipos de fundação: a fundação independente, feita por uma ou algumas fêmeas associadas (Polistes e Mischocyttarus) e a fundação por enxameagem (vespas da Tribo Epiponini), semelhante às abelhas. No caso dessas vespas, o enxame é constituído por várias rainhas e centenas de operárias que iniciam um novo ninho. Na enxameagem, a escolha do local para construção do novo ninho envolve a procura de um substrato ideal por operárias especializadas (escoteiras), a marcação desse local com substâncias químicas, comunicação interindividual e deslocamento das vespas para o novo sítio de nidificação. Recentemente, tem-se verificado que algumas espécies prosperam em ambientes urbanos e outras em áreas naturais. Quais as causas dessas diferenças e suas implicações eto-ecológicas? Essas questões são bons exemplos de como podemos conduzir investigações a fim de gerar informações que nos auxiliem no melhor conhecimento sobre as vespas sociais. b) o desenvolvimento da colônia: as vespas apresentam um ciclo de desenvolvimento bem definido, passando por fases distintas como: -Pré-emergência: como o nome sugere, essa é a fase que vai desde 46 Comportamento Animal CS3.indd 46 19/1/2008 09:57:23
a fundação da colônia até a emergência da primeira vespa filha. -Pós-emergência: inicia-se com a emergência da primeira filha e se estende até o aparecimento das formas reprodutivas. Essa fase é também conhecida como período ergonômico, pois pode durar vários meses e a colônia aumenta o seu tamanho várias vezes (tanto em estrutura física como populacional). -Declínio: esse período caracteriza-se pela redução irreversível da população, principalmente de imaturos (= ovos, larvas e pupas). As atividades de construção de novas células e a reocupação de células vazias ou adição de novos favos de cria deixam de ser observadas. -Abandono: em um determinado momento ao longo da fase de declínio a colônia fica constituída apenas por indivíduos adultos, que acabam por abandoná-la, podendo se dispersar pela região para fundar novas colônias ou formar um agregado. O agregado apresenta uma duração muito variável (de poucos dias a vários meses), sendo um evento facultativo dependente principalmente das condições climáticas. No caso das vespas enxameantes, a dispersão da população ocorre em intervalos regulares, durante os quais uma parte da população migra da colônia original para o local onde a nova colônia será estabelecida. Algumas espécies como as vespas do gênero Polybia podem apresentar colônias que ficam ativas no ambiente por vários anos, podendo liberar enxames anualmente. Todas as fases de desenvolvimento descritas acima estão diretamente correlacionadas com a sazonalidade dos fatores climáticos que influenciam o ritmo biológico das espécies. Estudos comparativos com espécies de regiões geográficas distintas podem fornecer informações valiosas que nos ajudam a compreender melhor a evolução e a dispersão dessas espécies no ambiente; c) a busca por recursos: as vespas apresentam interações ecológi- 47 Comportamento Animal CS3.indd 47 19/1/2008 09:57:23
cas e comportamentais com diversas espécies de plantas e animais. As vespas adultas alimentam-se de néctar o que as obrigam a visitar diversas espécies de plantas para obter esse recurso. Nessa atividade, os indivíduos podem contribuir na polinização das flores, carregando o pólen aderido em seu corpo. Porém para o completo desenvolvimento de suas formas imaturas, as vespas necessitam caçar uma grande quantidade de presas. Esse comportamento predatório vem sendo estudado em detalhes e hoje sabemos que cerca de 90% das presas capturadas são lagartas de Lepidoptera. Essa descoberta tem valorizado as vespas como agentes de controle biológico e, nesse sentido, já foram desenvolvidas algumas pesquisas de manejo de colônias para culturas agrícolas com resultados promissores. A linha de pesquisa em ecologia comportamental e de interações, envolvendo vespas, começa a ser explorada, representa um respeitável potencial para futuros estudos; d) conflito reprodutivo e dominância: as vespas sociais enxameantes normalmente apresentam algum grau de diferenciação de castas (rainhas e operárias) enquanto que, nas espécies de fundação independente, essa distinção só ocorre ao nível comportamental e fisiológico (as fêmeas mais agressivas monopolizam a reprodução!). Para esse tipo de estudo são necessárias técnicas de marcação individual, observação e análise das interações entre os indivíduos. A utilização de experimentação e o estabelecimento de hipóteses sobre a resolução dos conflitos reprodutivos têm gerado resultados importantes que permitem a compreensão de como a divisão reprodutiva do trabalho favorece a manutenção do comportamento social nos diferentes táxons de vespas sociais. e) a defesa da colônia: as vespas são mais conhecidas pela sua habilidade em se defender do que pela sua ecologia, comportamento e interações interespecíficas. A agressividade expressa pelas vespas tem 48 Comportamento Animal CS3.indd 48 19/1/2008 09:57:23
motivado a associação de várias espécies animais próximos aos seus ninhos. Um bom exemplo são as espécies de aves que constroem seus ninhos próximos às colônias de vespas. Recentemente alguns trabalhos têm revelado que muitas espécies animais, principalmente insetos, imitam a morfologia e o comportamento das vespas, porém não são agressivas como seus modelos, esse fenômeno é conhecido como mimetismo. Algumas espécies de formigas, típicas do cerrado brasileiro, constroem ninhos arbóreos de modo a imitar ninhos de vespas, chegando inclusive a reproduzir o som característico de uma colônia de vespas quando perturbada. Esse fato provavelmente está relacionado à existência de um mimetismo entre essas espécies. Contudo, muitas outras interações estão por serem descobertas; f) ecologia química: os insetos apresentam uma cera sobre sua cutícula que os protege contra a desidratação. Nos insetos sociais, esses compostos (hidrocarbonetos cuticulares) possuem um papel de importância essencial além de sua proteção. Estudos sobre os hidrocarbonetos nas vespas sociais demonstraram que a maior parte dessas substâncias é composta por alcanos (cadeia longa de átomos de carbono e hidrogênio) e alcenos (cadeia com uma ou mais ligações duplas de carbono). Experimentos realizados em vespas dos gêneros Polistes e Metapolybia demonstraram que os indivíduos são capazes de reconhecimento com base na sua posição social na colônia. Além disso, esses compostos químicos orgânicos determinam a espécie, a colônia que fazem parte e a identidade individual de cada vespa (assinatura química). Hoje em dia, alguns estudos têm valorizado as vespas como indicadores da condição ambiental, pela riqueza e abundância de suas espécies quando correlacionadas com os diferentes biomas vegetais. Bem, caro leitor, como você deve ter percebido, no estudo do 49 Comportamento Animal CS3.indd 49 19/1/2008 09:57:24
comportamento de vespas existem muitas perguntas para serem respondidas, pois muitos aspectos comportamentais, ecológicos e biológicos permanecem desconhecidos. Esperamos que com essa breve explanação, tenhamos ajudado a responder a pergunta inicial deste capítulo. Bibliografia Recomendada Figura 1. Vespas Polistes simillimus dividindo uma presa recém-capturada (a) (Foto de Flávio Rodrigo Andrade) e fêmea de Mischocyttarus cassununga marcada com um ponto branco no tórax (centro) (b). CARPENTER, J.M. & MARQUES, O.M. 2001. Contribuição ao estudo dos vespídeos do Brasil. Cruz das Almas-BA: UFB. Publicações Digitais, vol.2. EVANS, H.E. & WEST-EBERHARD, M.J. 1970. The wasps. Ann. Arbor: Univ. of Michigan Press. 265 p. GIANNOTTI, E.; PREZOTO, F. & MACHADO, V.L.L. 1995. Foraging activity of Polistes lanio lanio (Fabr.) (Hymenoptera; Vespidae). An. Soc. Entomol. Brasil, 24(3): 455-463. JEANNE, R.L. 1972. Social biology of the Neotropical wasp Mischocyttarus drewseni. Bull. Mus. Comp. Zool., 144(3): 63-150. NASCIMENTO F.S.; TANNURE-NASCIMENTO, I.C. & ZUCCHI, R. 2004. Vespas sociais brasileiras. Ciência Hoje, 34(202): 18-23. PARDI, L. 1948. Dominance order in Polistes wasps. Physiol. Zool., 21: 1-13. 50 Comportamento Animal CS3.indd 50 19/1/2008 09:57:24
PREZOTO, F. 1999. Vespas (a importância das vespas como agentes no controle biológico de pragas). Biotecnologia Ciência & Desenvolvimento, 2(9): 24-26. PREZOTO, F. & MACHADO, V.L.L. 1999. Transferência de colônias de vespas (Polistes simillimus Zikán, 1951) (Hymenoptera, Vespidae) para abrigos artificiais e sua manutenção em uma cultura de Zea mays. Revta bras. Ent., 43(3/4): 239-241. RICHARDS, O.W. 1978. The social wasps of the Americas excluding the Vespinae. London: British Museum. 580 p. ROSS, K.G. & MATHEWS, R.W. 1991. The social biology of wasps. New York: Cornell University Press. 678 p. TURILLAZZI, S. & WEST-EBERHARD, M.J. 1993. Natural history and evolution of paperwasps. New York: Oxford University Press. WEST-EBEHARD, M.J. 1969. The social biology of Polistine wasps. Misc. Publ. Mus. Zool. Univ. Mich., 140:1-101. 51 Comportamento Animal CS3.indd 51 19/1/2008 09:57:24