O trabalho experimental deste projeto foi realizado no Laboratório de Aulas Práticas, Bloco D2, Departamento de Farmacologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais.O trabalho experimental deste projeto foi realizado no Laboratório de Aulas Práticas, Bloco D2, Departamento de Farmacologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais.
Em colaboração com:
Laboratório de Aracnologia e Laboratório de Ictiologia, Universidade Federal de Minas Gerais
Agradecimentos:
Ao Professor Evanguedes pela atenção e contagiante entusiasmo;
Ao Professor Mário de Maria por nos aproximar de maneira fascinante da biologia das aranhas e ao Éder por sua sincera disposição em nos ajudar desde as fases iniciais do projeto;
Ao Volney Vono por sua bem humorada e competente colaboração nos registros fotográficos;
`A Daniela pela máquina fotográfica e simpatia pelo nosso trabalho;
Aos funcionários dos restaurantes do Campus UFMG por gentilmente cederem as caixas que serviram de abrigo `as aranhas;
Ao Aldo pelas baratas, apetitoso alimento para as aranhas;
`As Nephila clavipes, principal inspiração e delicadas tecelãs, por despertarem nossa paixão e pela maneira dócil e hábil como trabalharam em favor da realização desse projeto.
Resumo:
Inseticidas são drogas muito utilizadas pelo homem e devido ao seu uso indiscriminado e às grandes alterações ecológicas por eles causadas, são alvo de vários estudos. Os inseticidas podem ser divididos em organofosforados, carbamatos, organoclorados e piretróides. Os inseticidas organofosforados são absorvidos por via dérmica, oral, respiratória e mucosas, não são acumulados no organismo e são facilmente excretados; os carbamatos são pouco absorvidos pelo organismo humano sendo sua eliminação bastante rápida; os organoclorados são absorvidos pelo trato gastrointestinal, são altamente lipossolúveis, distribuem-se pelo organismo e ficam concentrados nos tecidos gordurosos; já os inseticidas piretróides são facilmente absorvidos através do trato digestivo e via respiratória, sofrem hidrólise e por isso são de baixa toxidade para os mamíferos. As aranhas por possuírem diversificados hábitos, ocupando diferentes nichos ecológicos, e alguns bem próximos ao homem ficam expostas à ação destes inseticidas. O contato aranha/droga pode ser prejudicial para o animal, acarretando sua morte ou alterações em funções biológicas tais como na construção de teias. O presente trabalho, utilizando-se de exemplares de Nephila clavipes e um inseticida organofosforado procura demonstrar a influência dessa droga no padrão de arquitetura das teias.
Introdução
Segundo a mitologia grega, Aracne era uma jovem tecelã que vivia na Lídia, em uma região da Ásia Menor chamada Meônia. Seu trabalho era tão perfeito que, em todas as cidades da Lídia, Aracne ganhou fama de ser a melhor na arte de fiar e tecer a lã.
Eram os deuses, com sua generosidade, que concediam às criaturas seus talentos e habilidades, mas os mortais, com sua capacidade natural de esquecer as coisas, às vezes cometiam a tolice de gabar-se de seus próprios feitos. Assim aconteceu a Aracne, que deixou-se dominar pela vaidade e passou a vangloriar-se de sua habilidade como tecelã até que um dia alguém veio lembrá-la de que ela era discípula de Atena. Atena (Minerva, na mitologia romana) era filha de Zeus, e além de ser a deusa da Sabedoria, era a deusa que presidia as artes e os trabalhos manuais - a tecelagem inclusive. Aracne ficou extremamente ofendida e, querendo provar sua independência e auto-suficiência, caiu na fraqueza de afirmar que podia competir com Atena e seria capaz de derrotá-la na arte da tecelagem.
Ao saber da presunção de Aracne, Atena foi procurá-la disfarçada como uma anciã e pediu-lhe que a escutasse, devido à experiência de sua idade avançada: "Busque entre os mortais toda fama que desejar, mas reconheça a posição de Atena." Porém, a famosa Aracne não percebeu que se tratava da própria deusa e, além de zombar da anciã, reafirmou seu desafio: "Por que motivo sua deusa está evitando competir comigo?" Ao ouvir isto, Atena apareceu em sua forma verdadeira, e todos se puseram a reverenciá-la, exceto Aracne, que permaneceu impassível, pois o senso de poder que sua habilidade lhe dava a tornava ousada em excesso.
Atena então, desafiou Aracne a provar que seria capaz de vencê-la e as duas deram início à competição. Sentaram-se e começaram a tecer, cada qual procurando produzir a obra vencedora.Atena retratou a cidade de Atenas e os deuses em seus tronos, e entre os deuses, a oliveira que ela havia criado durante uma disputa com Posseidon e graças à qual foi proclamada a protetora da cidade. Retratou também Niké, o símbolo da Vitória e nos quatro cantos da tela, desenhou quatro cenas mostrando o que havia acontecido a alguns mortais que desafiaram os deuses e em que eles acabaram sendo transformados. Coroando o trabalho, Atena teceu uma grinalda de folhas de oliveira, que é até hoje um símbolo de paz.
Aracne, a perfeita tecelã, achou de retratar o maior de todos os deuses - Zeus - por ocasião de suas conquistas amorosas. E então foi tecendo diversas cenas em que ele aparece disfarçado ou toma a forma de um animal: Zeus, sob a forma de touro, arrebatando Europa; sob a forma de águia, abordando Astéria; sob a forma de cisne, conquistando Leda; sob a forma de sátiro, fazendo amor com Antíope; Zeus fazendo-se passar por Anfitríon para seduzir Alcmene, mãe de Heraclés (Hércules); Zeus, o pastor que fez amor com Mnemosine, mulher-titã; e, ainda, Zeus conquistando Egina, Deméter e Danae, disfarçado, respectivamente, de chama, serpente e chuva de ouro. No afã de "tricotar" sua espantosa obra, Aracne incluiu ainda os amores de Posseidon, Apolo, Dionísio e Cronos. E ao redor de todas as cenas, teceu uma graciosa moldura de hera e flores entrelaçadas.
Tão perfeita foi a obra de Aracne que Atena não conseguiu encontrar nela a mínima falha. Irritada, Atena rasgou a tecelagem em pedaços e golpeou Aracne na cabeça. Aracne ficou muito humilhada e, em seu desespero, terminou tentando se enforcar. Atena, ao saber o que sua cólera havia provocado, compadeceu-se de Aracne e transformou a corda que ela usara para enforcar-se em uma teia. Em seguida, derramou sobre Aracne fluidos retirados das ervas da deusa Hecate e transformou-a em uma aranha. Dessa forma, Aracne foi salva da morte e, embora condenada a ficar dependurada em sua teia, a beleza de sua arte não ficaria perdida mas, retratada para sempre neste mundo, nos fios delicadamente tecidos pelas aranhas.
Os aracnídeos são artrópodes sem antenas, com quatro pares de patas torácicas e um par de palpos. Respiram por meio de filotraquéias, pulmões foliares como páginas de um livro. Seu corpo é dividido em cefalotórax e abdômen. As aranhas se distinguem de outros aracnídeos por terem a cabeça e o tórax separados do abdômen por uma estreita cintura.
A aranha apresenta o corpo dividido em uma parte anterior, o cefalotórax ou prosoma, e uma parte posterior, o abdômen ou opistosoma, ligados por uma estreita haste, o pedúnculo. O conjunto de cabeça e tórax é revestido externamente por uma carapaça quitinosa (BÜRCHEL, W).
As quelíceras constituem o primeiro par de apêndices da cabeça e constituem-se de dois segmentos, um largo e forte, chamado basal, e o terminal, em forma de garra ou ferrão. O ferrão é feito de quitina espessa, geralmente negra, e termina em ponta muito fina. As garras de uma aranha são usadas para segurar, picar e triturar a presa. A maioria das aranhas usa veneno para matar suas vítimas. Na ponta das garras ficam duas estruturas semelhantes a seringas, ocas e pontiagudas, usadas para picar o corpo da presa e injetar o veneno, que é produzido em glândulas especiais.
O segundo par de apêndices da cabeça é formado pelos palpos, que têm aspecto semelhante ao das pernas e são formados pelas seguintes partes: coxa, trocânter, fêmur, patela, tíbia e tarso.
A boca da aranha se situa entre os palpos. Entre a boca e o estômago existe uma estrutura formada de milhares de pêlos finos, que funcionam como um sensível filtro, onde só partículas menores que 1 µm são capazes de passar. Com isso, a aranha é protegida da entrada de bactérias, vírus e outras formas de vida nocivas a ela.
A maioria das aranhas têm 8 olhos. Algumas têm 6, 4 ou 2 olhos, ou mesmo nenhum. Algumas aranhas de caverna são cegas.
O tórax, como a cabeça, também é coberto, na parte dorsal, pela carapaça. Na parte ventral, fica o esterno, que se estende desde o lábio até as coxas do quarto par de pernas. Nas Caranguejeiras, muitas vezes, se observam 4 pares de manchas sem pêlos, as sigilas. Os 4 pares de pernas apresentam, cada um, as seguintes articulações: coxa, trocânter, fêmur, patela, tíbia, metatarso e tarso com 2 ou 3 garras.
Em muitas Caranguejeiras (Grammostola, Acanthoscurria, Lasiodora, etc.) existem aparelhos estridulantes, ou seja, capazes de emitir som áspero e agudo, situados na face anterior das coxas ou dos trocânteres do primeiro par de pernas, assim como na face posterior das mesmas articulações dos palpos.
Em alguns tipos de aranhas que constróem teias, na face superior dos metatarsos há uma ou duas filas de cerdas chamadas calamistro, que funcionam como um pente para a colocação de "certos fios, que se entrelaçam como " fios de crochet" .
O abdômen tem forma ovóide e envoltório quitinoso tão tenro que pode se dilatar - o que acontece depois de um farto repasto ou para desenvolvimento de ovos - ou pode se enrugar, como acontece durante um jejum prolongado.
O aparelho respiratório das aranhas funciona por meio de pulmões (pulmões foliares) e por traquéias. Existem aranhas que têm apenas pulmões e aranhas que têm apenas traquéias. A maioria tem ambos os tipos (BÜRCHEL, W).
As aranhas possuem circulação de sangue em seu organismo. É um sangue incolor, chamado hemolinfa, que além de transportar nutrientes, hormônios, oxigênio e células, serve também para elevar a pressão durante a muda (desprendimento da pele velha). O coração situa-se na parte dorsal do abdômen.
Os pêlos e setas ocos e inervados, ao longo de toda a superfície do corpo, formam os órgãos do tato. Os pêlos longos e finos, localizados principalmente nos tarsos e metatarsos das pernas e palpos, podem transmitir às aranhas qualquer rajada de vento ou sopro.
As fiandeiras são os órgãos de tecelagem e situam-se no final do abdômen, antes do ânus. Podem ser em número de duas, quatro ou seis. Nos ápices das fiandeiras e em seus declives laterais fica o campo tecedor, sobre os quais localizam-se as fúsulas, tubos quase microscópicos, por onde sai o líquido das glândulas produtoras de seda. Este líquido solidifica-se em contato com o ar, para formar os fios de seda.As diversas glândulas (existem 7 tipos, que nunca ocorrem na mesma aranha) localizadas no abdômen da aranha produzem diversos tipos de fio de seda, cada qual com finalidade diferente: fios para encapsulamento da presa (glândulas aciniformes); fios para formar a "moldura", raios e espirais da teia (glândulas ampoladas); fios para formar os casulos (glândulas tubuliformes), etc. O diâmetro médio de um fio de seda em uma teia de aranha esférica é de cerca de 0,15µm. Graças à reflexão da luz do sol no fio somos capazes de ver a teia, pois o olho humano, a uma distância de 10 cm, só consegue detectar objetos com um diâmetro de 25 µm. Uma das características extraordinárias da seda da aranha é sua resistência. Um fio de seda de aranha com uma espessura mínima seria capaz de parar um besouro voando com velocidade plena. Se o fio tivesse a espessura de um lápis seria capaz de fazer parar um Boeing 747 em pleno vôo. Não apenas estes fios são fortes, como também são elásticos. Um fio comum de seda de aranha é capaz de estender-se por até 70 km sem se quebrar sob seu próprio peso! E pode ser esticado até 30 ou 40% de seu comprimento, sem quebrar-se (BÜRCHEL, W).
A seda da aranha é constituída principalmente de uma proteína que, quando fora da glândula, se polimeriza para dar origem à fibroína. Muitas aranhas tecedeiras reciclam suas teias. A teia tem que ser renovada freqüentemente e como ela consome bastante recursos de nitrogênio da aranha, esta se realimenta da seda. Os fios da seda de aranha já foram usados antigamente nos retículos de lunetas astronômicas, micrômetros e outros instrumentos óticos. Algumas tribos da América do Sul empregam as teias de aranha como hemostático em feridas. Pescadores da Polinésia usam o fio da aranha Nephila, que é exímia tecedeira, como linha de pescar. Em Madagascar, nativos capturavam Nephila, e obtinham rolos de fios, que usavam para fabricar tecidos de cor amarelo-dourada.
As aranhas que constróem teias aéreas de forma geométrica (circular, triangular, etc.), como as espécies de Nephila e outras, não oferecem perigo, mesmo quando são de tamanho grande.
Verificou-se modificações na estrutura das teias e no comportamento de aranhas quando sob a ação de certas drogas (Peter Witt). Embora esses animais não sejam normalmente alvo direto do uso de inseticidas, o uso indiscriminado e a ingestão de insetos contaminados, podem levar `a um contato aranha/droga que acarrete morte ou perturbação da biologia do animal.
Dentre os vários exemplares de drogas frequentemente usadas, tem-se os inseticidas de hidrocarbonetos clorados, os inseticidas de carbamato, há os compostos derivados de fontes naturais como a nicotina, rotenona e o piretro e ainda Inseticidas organofosforados que são utilizados para combater uma grande variedade de pragas (SILVEIRA, F. A.).
Os organofosforados são pesticidas úteis quando em contato direto com os insetos ou empregados como" vegetais sistêmicos" em que o agente é introduzido na planta e exerce seus efeitos sobre os insetos que dela se alimentam. Algum destes agentes são empregados na medicina humana ou em veterinária como antiparasitários locais ou sistêmicos, ou em circunstâncias nas quais se indica a inibição prolongado da colinesterase. Os compostos são absorvidos pela pele bem como pelo trato respiratório e trato gastrointestinal. A biotransformação é rápida, sobretudo quando comparadas com as taxas observadas de inseticidas de hidrocarbonetos clorados (SCHVARTSMAN, S). São derivados de algumas estruturas fundamentais : ácido fosfórico, ácido ditionofosfórico, ácido tionofosfórico e ácido pirofosfórico tendo como principais produtos o Paraoxon etílico, Diazinon, Formotion, Disystron e Dipterex. Devido `a larga utilização, facilidade de absorção pelo trato gastrintestinal e tegumentar e efeitos biológicos, foi escolhido como objeto de estudo junto `as aranhas.
Objetivos
Verificar as modificações no padrão de arquitetura das teias de aranhas Nephila clavipes, devido `a mudança de habitat ( natural para cativeiro) e `a ingestão de dose sub-letal de inseticida organofosforado.
Justificativa
As aranhas cobrem toda a face da Terra, sendo menos freqüentes nas regiões ártica e antártica e, tendo o número e espécies aumentadas nas áreas de clima frio e temperado, atingindo o clímax de densidade nos subtrópicos e trópicos.
Afim de reduzir os gastos energéticos com a competição, certos grupos se diversificaram em nichos ecológicos bem característicos, distinguindo-se aranhas subterrâneas, terrícolas, cavernícolas, lapidícolas, aquáticas, dendrícolas, errantes e domésticas.
As aranhas domésticas tem sua vida ligada `a casa do homem. Na medida em que nos apropriamos do solo, florestas, rios e lagos, certos grupos de aranhas cedem `a domesticação e, na maioria dos casos, acabam nos beneficiando diretamente, pois participam de cadeias alimentares, nas quais agem como predadores de pragas, nos cômodos das casas, jardins, quintais e plantações. Porém, devido `a proximidade do homem, ficam expostas aos inseticidas tão difundidos e utilizados, seja direta ou indiretamente, pela ingestão de insetos contaminados.
A absorção de certas drogas, podem provocar morte ou alterações na biologia das aranhas. Essas alterações podem ser refletidas na arquitetura da teia que pode se tornar tão irregular quanto ineficaz na captura de presas pelas aranhas.
A diminuição da densidade desses aracnídeos bem como da sua capacidade de predar, pode ser responsável por um aumento do número de insetos e, em maior escala, do desequilíbrio de toda uma teia alimentar.
Com base no exposto, nos propusemos a avaliar a influencia da ingestão direta e indireta de inseticida organofosforado no padrão de arquitetura de teias de Nephila clavipes, aranhas maiores, com cerca de 1,5 a 2,5 cm de corpo, quase sem pêlos ( a não ser por tufos nas pernas) e abdômen esverdeado. Costumam construir teias de aproximadamente 1 a 2 metros quadrados, de fios irregulares, amarelos e muito resistentes, nas orlas de florestas, `as margens de riachos ou em casas de fazendas e sítios, jardins, vãos de janelas e sob os alpendres. Elas são inofensivas e úteis.
Resultados
Ao passarem para o cativeiro, viu-se, através de fotografias das teias, que o padrão de confecção permanece o mesmo, apesar de no ambiente natural, elas terem a oportunidade de um espaço maior com melhores possibilidades de estruturarem suas construções e também sem o estresse de serem manipuladas continuamente por mãos humanas. O padrão geométrico continua o mesmo, porém agora em menores dimensões, pois em seu hábitat natural, as construções podem ser feitas a grandes distâncias como de uma árvore a outra.
Quando foi realizado o teste da dose sub-letal nas baratas jovens, tentou-se primeiramente seguir as indicações fornecidas pelo rótulo que especificava que o inseticida deveria ser batido a cinco centímetro de distância do local onde estavam os insetos, segurando a válvula de pressão por aproximadamente um segundo, aguardando de 10 a 20 minutos para um resultado efetivo. E realmente foi o observado, após o tempo determinado, não havia nenhuma barata viva. Daí resolveu-se fazer uma aplicação a 30 cm de distância, dando uma borrifada de um segundo e esperando apenas cinco minutos. Mesmo com um número significativo de mortes, restaram baratas suficientes para se alimentar todas as aranhas.
Para alimentar os aracnídeos, as baratas eram pegas com uma pinça e arremessadas nas teias, ficando estas grudadas nelas. Algumas vezes as baratas caíam, mas eram novamente recolocadas, certificando-se que ainda estavam vivas. Posteriormente, seguia-se um curto período de observação em que algumas aranhas foram vistas agarrando as presas, contudo, em outras não. Foram deixadas nesta situação por aproximadamente quatro dias, procurando observar se as aranhas haviam comido as baratas. Evidenciou-se que parte do controle e parte das aranhas alimentadas com inseticida fizeram sua refeição, pois havia somente os exoesqueletos dos insetos, estando completamente ocos por dentro. Depois desta evidência, as teias foram destruídas porque a aranha utilizada no experimento dificilmente refaz sua teia e novamente as caixas foram lacradas com fita adesiva.
Quatro dias depois, foram abertas as caixas e observadas as possíveis alterações nas confecções. Contudo, apenas poucas refizeram suas teias e não foi observada nenhuma modificação no padrão. Mais duas alimentações seguiram o mesmo tratamento anteriormente citado e mais uma vez sem qualquer evidência digna de nota. Então foi proposto que se alimentasse as aranhas com uma solução aquosa de inseticida, água e açúcar, sendo ofertadas para as aranhas em chumaços de algodão abaixo das quelíceras.
Primeiramente, era necessário padronizar a dose sub-letal para o aracnídeo. Com tal propósito, foram feitas diluições que eram dadas embebidas em pedaços de algodão. Dando o inseticida puro com açúcar, a aranha morreu quase que instantaneamente, a diluição do Mafu nas proporções 1:1, 1:2 e 1:3 mataram as aranhas entre três, quatro e cinco, minutos. Já as diluições, 1:10 e 1:20 levaram um tempo maior para levar ao óbito, encontrando-as mortas no dia seguinte ao teste. Na concentração 1:30, a aranha permaneceu viva, sendo a concentração requerida para completar o experimento.
Como feito na alimentação com baratas, oito aranhas foram alimentadas com solução contendo inseticida, enquanto duas réplicas foram utilizadas como controle, recebendo apenas solução açucarada. Após quatro dias, as caixas foram abertas, evidenciando-se poucas distorções; viu-se que a distância entre algumas linhas radiais estavam um pouco espaçadas, entretanto não digno de nota. Seguiram-se mais duas doses de inseticida, aplicadas através da alimentação, com espaço de uma semana entre elas. Finalmente, pode-se observar que após a terceira dose de inseticida, foram notáveis as alterações nas teias (figura 6), e, além disso, nenhuma das aranhas sobreviveu por mais de um dia após a terceira dose.
Discussão
As aranhas, seres cosmopolitas, são capazes de viver bem próximas ao homem, nos domicílios e peridomicílios, onde nos beneficiam, funcionando como predadores de pragas indesejáveis em nossas casas e plantações. Esta proximidade, embora nos beneficie, acaba sujeitando as aranhas `a ação antrópica. O uso indiscriminado de drogas, como os inseticidas, expõe não só o próprio homem mas seres úteis, como as aranhas, a algumas conseqüências indesejáveis, seja pelo contato direto ou indireto com o produto
Experimentalmente, neste trabalho, tentamos demonstrar a influencia de inseticidas organofosforados que agem sobre a acetilcolinesterase impedindo a degradação da acetilcolina e, consequentemente, maximizando a condução nervosa, sobre o padrão de arquitetura de teias de aranhas Nephila clavipes. Anteriormente, foram verificadas modificações na estrutura das teias e no comportamento de aranhas quando sob a ação de certas drogas como nicotina (Peter Witt).
Pudemos verificar que o contato direto com o inseticida torna a teia irregular, e com grandes perfurações, e, além disso, que aranhas são mais sensíveis do que outros artrópodes a este tipo de droga, não sobrevivendo mais de um dia após uma terceira dose. Inferindo sobre as conseqüências do uso abusivo de inseticidas, embora esses animais não sejam, normalmente, seu alvo direto, o contato aranha/droga acarreta morte ou perturbação da biologia do animal. Essas alterações podem ser refletidas na arquitetura da teia que pode se tornar tão irregular quanto ineficaz na captura de presas.
Ecologicamente analisando, a diminuição da densidade desses aracnídeos bem como da sua capacidade de predar, pode ser responsável por um aumento do número de insetos e, em maior escala, do desequilíbrio de toda uma teia alimentar. E, se estendermos, sobre outras formas de vida, as complicações oriundas da ação de inseticidas nos processos e funcionamento de ecossistemas, poderemos pensar num grande impacto ecológico que pode e deve ser evitado com um aumento do controle no uso de inseticidas e com o desenvolvimento de tecnologias menos agressivas ao ambiente, embora, eficazes contra as pragas.