EFEITOS DO ANÁLOGO DO HORMÔNIO JUVENIL - METOPRENE, NA DIFERENCIAÇÃO DE SOLDADOS EM CUPINS DA ESPÉCIE CRYPTOTERMES BREVIS (ISOPTERA, KALOTERMITIDAE)^*

EFFECTS OF JUVENILE HORMONE ANALOGUES UPON SOLDIER DIFFERENTIATION IN TERMITES OF CRYPTOTERMES BREVIS (KALOTERMITIDAE)

RESUMO

Pseudergates de Cryptotermes brevis foram expostos ao metoprene,. um análogo do hormônio juvenil (JHA), em teste de ingestão, com papel de filtro, em três doses: 240 µg, 120 µg e 24 µg, por um perfodo de 20 dias. Foram obtidos neste experimento dois tipos de intercastas: intercastas pseudergatel soldado - branco e intercastas ninfa/ soldado-branco. Foram analisadas as porcentagens dos indivíduos sobre\fiventes', dos transformados e as quantidades de JHA e papel de filtro ingeridos nos diferentes tratamentos. Entre as doses testadas a taxa de sobrevivência foi maior na dose 24 µg (83,3%); equivalente ao observado nos controles. A maior transformação (32,7%), foi obtida na dose 120 µg. A quantidade de JHA ingerido foi maior quanto maior a dose, enquanto a quantidade de papel de filtro ingerido foi menor nas maiores doses. Na diferenciação em soldado, a cabeça e as mandíbulas foram as estruturas mais afetadas. As intercastas foram reconhecidas pela morfologia da cabeça, das mandíbulas, e pelos esboços de asas.

PALAVRAS-CHAVE:
Cupins; diferenciação; JHA; soldado; Metoprene

ABSTRACT

Pseudergates of Cryptotermes brevis were exposed to the analogous of JHA (methoprene), in an ingestion test with filter paper, in three doses: 240 µg, 120 µg and 24 µg for a period of 20 days. Two types of intercastes were obtained in this experiment: intercastes pseudergate/white-soldier · and intercastes nymph/white-soldier. The percentage of the surviving individuais and the quantities of JHA and ingested filter paper in the different treatments were also analysed. Among the tested doses the rate of survival was higher in the 24 µg dose (83.3%), equivalent to what was observed in the contrais. The greatest transformation (32.7%), was obtained in the 120 µg dose. The higher the dose, the higher the quantity of JHA ingested, while the amount of ingested filter paper was lower in the higher doses. In the differentiation in soldiers the head and the mandibles are the most affected structures. Intercastes were recognized through the morphological analysis of the head and the mandibles and through the incipient wings.

KEY WORDS:
Termites; differentiation; JHA; soldier; Methoprene

INTRODUÇÃO

A família Kalotermitidae compreende os chamados cupins-de-madeira-seca e cupins-de-madeira-úmida. As colônias são relativamente pequenas e geralmente não excedem a 300 indivíduos (BESS, 1970). Nesta família, a casta dos operários existe apenas funcionalmente. Ela é formada por pseudergates, terminologia criada por GRASSÉ & NOIROT (1947), para designar indivíduos que pe1tencem à linhagem reprodutiva mas cujo desenvolvimentoencontra-se estacionado, seja por mudas não diferenciadoras seja por mudas regressivas. Os pseudergates podem retomar seu desenvolvimento diferenciando-se em reprodutores primários, reprodutores neotênicos ou em soldados.

O Hormônio Juvenil (JH) é um hormônio presente em todos os insetos e tem papel vital no crescimento, desenvolvimento e na reprodução. Sua principal função é retardar o desenvolvimento do adulto e é, portanto, responsável pela manutenção das características larvais ou ninfais, durante a vida pré adulta (ROSS, 1965).

As investigações quanto ao uso do JH no controle de insetos sofreram um grande impulso após os trabalhos de SLÁMA & WILLIAMS (1965 citado em OLIVEIRA et al., 1986) sobre uma substância análoga desse hormônio, a Juvabiona. Como o JH existe naturalmente nos insetos, as substâncias análogas do hormônio juvenil (JHAs) não seriam reconhecidas como tóxicas permitindo assim uma nova forma de controle. O Metoprene é um desses análogos já usado com bastante eficácia no controle de mosquitos em reservatórios de água (OLIVEIRA et al., 1986).

Nos cupins o efeito mais evidente da aplicação de JH ou de JHAs é a indução na diferenciação em soldados (HOWARD & HAVERTY, 1979, HRDY et al., 1979, VARMA, 1985).

O controle dos cupins, nesse caso, de acordo com HRDY (1973 citado em OLIVEIRA et al., 1986), seria obtido como resultado do desequilíbrio provocado na composição da sociedade pela formação de soldados supranumerários, o que terminaria por causar a morte da colônia.

Na busca de novos métodos para o controle de cupins, o presente trabalho teve como objetivo observar os efeitos do Metoprene, na diferenciação em soldados de pseudergates de Cryptotermes brevis, analisando-se a morfologia dos indivíduos transformados, taxas de transformação e de sobrevivência e quantidades ingeridas de JHA.

MATERIAL E MÉTODOS

Número de cupins. coleta e manutenção

Os cupins foram coletados em madeira compensada intensamente infestada e mantidos até o momento dos testes, em placas de Petri com papel de filtro, em câmara com temperatura de 27 ºC ± 2 e umidade relativa de 70% ± 5.

Foram utilizados 750 cupins da categoria pseudergates, em diferentes estágios de desenvolvimento.

Unidade de teste. repetições. doses

A unidade de teste consiste de uma manga de vidro fixada com fita adesiva, no centro de uma placa de Petri. Dentro da manga de vidro foi colocado um disco de papel de filtro, com área de 11,34 cm² (Fig. 1 ). Em cada manga foram colocados 30 cupins.

Foram testadas três doses de JHA: 24 µg, 120 µg e 240 µg em solução de acetona.

Sobre os discos de papel de filtro aplicou-se 1 mL das soluções de JHA, utilizando-se uma pipeta graduada. Para cada tratamento foram realizadas 5 repetições.

A quantidade de substrato consumido pelos cupins foi determinada por pesagem inicial e final e a quantidade de JHA ingerido foi estimada em função do consumo de papel de filtro.

Fig. 1
Esquema de uma unidade de teste, composta por uma placa de Petri, manga de vidro, papel de filtro e 30 cupins.

Análise estatística

Os resultados foram analisados estatisticamente em nível de significância de 5%. As variáveis respostas analisadas foram: porcentagem de indivíduos sobreviventes e de transformados, quantidades de papel de filtro e de JHA ingeridos. Esses resultados foram ana-1isados estatisticamente por meio da análise de variância não paramétrica de Kmskal-Wallis. O teste de Mann-Whitney foi utilizado para comparação entre os tratamentos (SIEGEL, 1975).

Análise morfológica

Na diferenciação em soldado, a cabeça e as mandíbulas estão entre as estmturas mais afetadas. A análise morfológica consistiu na observação e comparação das mandíbulas dos indivíduos transformados com as de indivíduos normais (Fig. 2).

Os indivíduos selecionados para a análise foram fixados em álcool 75% e as mandíbulas foram retiradas e montadas em lâminas, fixadas com Bálsamo do Canadá para observação ao microscópio.

RESULTADOS

1. Taxas de sobrevivência e de transformação As Tabelas 1 e 2 mostram, respectivamente, as porcentagens de sobrevivência e de transformação.

Tabela 1
Porcentagem de sobrevivência em grupos de pseudergates de C, yptotermes brevis após 20 dias de exposição ao JHA

Doses de JHA (µg/papel de filtro)	% de Sobreviventes	DIF3
240	58,7	a
120	67,3	a,b
24	83,3	b
solvente	85,3	b
controle	84,7	b

Fig. 2
Esquema de mandíbulas de indivíduos normais (não submetidos aos testes). Aumento 19,5 X.

Tabela 2
Porcentagem de transformação em grupos de pseudergates de Cryptotermes brevis após 20 dias de exposição ao JHA.

Doses de JHA (pg/papel de filtro)	% de Transformados	DIF3
240	24,7	a
120	32,7	a
24	4,0	b
solvente	0	b
controle	0	b

Quanto à taxa de sobrevivência (Tabela 1), as doses de 240 µg e 120 µg não diferem entre si. As doses de 120 µg e 24 µg não diferem entre si nem dos controles. As maiores taxas de sobrevivência foram observadas na dose de 24 µg e nos controles.

Quanto às taxas de transformação (Tabela 2), as doses 240 µg e 120 µg não apresentaram diferença significativa entre si, mas ambas diferem da dose de 24 µg e dos controles. Os controles e a dose de 24 µg não diferem entre si. A maior porcentagem de transformação ocorreu na dose de 120 µg.

2. Quantidade de papel de filtro e JHA ingeridos A Figura 3 apresenta, respectivamente, as quantidades de papel de filtro e de JHA ingeridos pelos grupos de pseudergates, em cada dose. A quantidade de papel de filtro ingerido foi menor nas séries tratadas em relação aos controles e à quantidade de JHA ingerido foi maior quanto maior a dose.

3. Análise morfológica dos indivíduos transformados A aplicação do JHA resultou na obtenção de intercastas: indivíduos morfologicamente intermediários entre pseudergate e soldado-branco (Tabela 3).

Algumas das intercastas não são contudo pseudergate/soldado-branco, são ninfas / soldadobranco, facilmente reconhecidas por apresentarem tecas alares (Fig. 4). O maior número de ninfas/soldado-branco, ocorreu na dose de 120 µg.

As mandíbulas das intercastas tanto ninfa/soldado-branco como pseudergate/soldado-branco apresentam o mesmo padrão de diferenciação, ou seja, se aproximam do tipo soldado-branco com nítido aumento do dente apical, aumento da região mediana e pouca ou nenhuma esclerotinização (Fig. 5).

Observa-se que não há relação entre o grau de diferenciação das mandíbulas e as doses testadas. A observação dessas mandíbulas nos sugere ainda uma independência entre elas, ou seja em um mesmo indivíduo as mandíbulas não se diferenciariam na mesma proporção. Contudo para afirmarmos esta independência bem como o quanto as intercastas estão mais próximas ou mais distantes dos indivíduos normais, seriam necessárias análises biométricas.

Tabela 3
Número de indivíduos transformados em intercastas, ninfa/soldado-branco (N/SB) e pseudergate/soldadobranco (PS/SB), após 20 dias de exposição ao JHA .J'Metoprene.

Doses de JHA (pg/papel de filtro)	% de Transformados	DIF3
240	24,7	a
120	32,7	a
24	4,0	b
solvente	0	b
controle	0	b

Fig. 3
Quantidade de papel de filtro e JHA ingeridos por grupos de pseudergates de Cryptotermes brevis, expostos por 20 dias ao JHA. Os valores correspondem às médias de 5 repetições.

Fig. 4
Intercasta ninfa/soldado-branco, obtida na dose de 240 µg de JHA.

Fig. 5
Mandíbulas de indivíduos normais (sem tratamento), de intercastas ninfa/soldado-branco (N/SB) e de intercastas pseudergates/soldado-branco (PS/SB). obtidas nos tratamentos com JHA (aumento de 19,5 X).

DISCUSSÃO

Sobrevivência e transformação

Conforme VARMA (1990), em Reticulitermes Jlavipes, a mortalidade nos grupos tratados com elevadas doses de JHA, pode estar relacionada a um efeito tóxico. Outro fator poderia ser a inibição da alimentação e também o fato de que os indivíduos na fase de muda não se alimentam.

Segundo HOWARD & HAVERTY (1978 citado em LELIS 19925, em baixas concentrações de Metoprene, ocorreram mortes devido à perda dos simbiontes por uma ação tóxica (?) do produto. No entanto LELIS (1992), analisou indivíduos tratados com JHA, que não tinham esvaziado o trato digestivo e ve1ificou que a perda dos flagelados não é um efeito direto do JHA: O autor concluiu que a perda dos simbiontes intestinais deve-se mais à preparação da muda, ocasião em que os simbiontes são naturalmente eliminados.

O efeito do JHA como estimulador da muda tem sido documentado em muitas espécies de cupins (SMITH, 1985 citado em LELIS & EVERAERTS, 1993). Segundo BORDEREAU (comunicação pessoal citado em LELIS & EVERAERTS, 1993) em Nasutitermes lujae esse efeito é óbvio; depois de expostos ao JHA o número de mudas aumentou 2 ou 3 vezes em populações homogêneas de pequenos operários.

De acordo com LELIS & EVERAERTS (1993), em Reticulitermes santonensis as taxas de transformação são mais elevadas nos testes de ingestão, do que nos testes de aplicação tópica. Uma explicação para esse resultado é que nos testes de ingestão os insetos ficam mais tempo expostos ao JHA. Assim, as diferentes taxas de transformação, podem estar relacionadas não somente com as diferentes doses utilizadas mas também com o tempo de exposição dos insetos ao JHA.

Ingestão de papel de filtro e JHA

VARMA (1990) observou que o JHA teve um efeito inibidor da alimentação, podendo ser um fator para explicar a diferença, na quantidade de papel de filtro ingerido entre as doses e os controles, observada neste estudo. Outra explicação pode estar relacionada ao aumento no número de indivíduos em muda, já que, nessa fase eles não se alimentam (SMITH 1985, citado em LELIS & EVERAERTS, 1993). Assim, a quantidade de papel de filtro consumido pode estar dependente de mais de um fator: inibição da alimentação e aumento do número de mudas.

Morfologia

Os caracteres ninfais observados em muitos dos indivíduos transformados podem ter aparecido não devido à aplicação do JHA e sim por uma transformação que já estava em andamento (pseudergateninfa). Os caracteres de soldado-branco, estes sim, ocorreram devido à aplicação do JHA .

Não se observou diferenciação de intercastas-soldado-branco em intercastas-soldados. Uma explicação possível é o tempo de experimentação, não suficiente para que ocorresse uma segunda muda.

A diferenciação em soldado ou soldado-branco implica em grande quantidade de JHA. Contudo a qualidade dessas transformações independe da quantidade e sim do "momento sensível do inseto" (LELIS & EVERAERTS, 1993), isto é, no período inter mudas há um momento de maior sensibilidade a aplicação do JHA, maior competência dos órgãos em se diferenciarem. Este período varia entre as espécies (OKOT-KOTBER 1980 citado em LELIS & EVERAERTS, 1993).

Portanto, a formação de intercastas seria devido a uma diferença de sensibilidade ao JHA, dos tecidos e órgãos (NOIROT, 1977 citado em LELIS & EVERAERTS, 1993), durante o ínstar (NIJHOUT & WHEELER, 1982 citado em LELIS & EVERAERTS 1993).

LELIS & EVERAERTS (1993), nos mostraram o duplo impacto do JHA em Reticulitermes santonensis, seu efeito na morfogênese e na estimulação da muda, o que sugere a existência de dois mecanismos diferentes agindo em conjunto. Segundo os autores, isto poderia explicar o porquê da taxa de transformação estar relacionada com a dose, enquanto o grau de transformação não.

CONCLUSÕES

O controle de cupins como de qualquer outra praga exige um profundo estudo da sua biologia. Controlálos é uma tarefa complexa e onerosa. O problema é agravado devido a grande quantidade de inseticidas usada no seu controle e o risco que o uso indiscriminado desses produtos apresenta para a saúde humana e o meio ambiente.

Os experimentos com Análogos do Hormônio Juvenil (JHAs) auxiliam no conhecimento da biologia dos cupins ao mesmo tempo que se apresentam como produtos alternativos para o controle desses insetos.

Uma característica importante dos JHAs, também comum aos novos "pesticidas", é que a sua ação, como agente de controle, não é imediata e sim a médio prazo. Esta característica dos novos "cupinicidas" implica na necessidade de uma mudança de comportamento, quanto à usual expectativa de solução imediata do problema.

Estudos laboratoriais têm mostrado resultados interessantes quanto as perspectivas de uso dos JHAs no controle de cupins. Contudo, para o uso aplicado desses análogos são necessários outros estudos, em particular experimentos em condições de campo.

AGRADECIMENTOS

Ao Dr. Antonio T. Lelis pela motivação, orientação e inestimável auxílio na execução do trabalho. À todos os colegas da Divisão de Produtos Florestais que direta ou indiretamente colaboraram para a conclusão desse trabalho e a senhora Regina Dias de Aguiar pelos desenhos.

• *
  Study done as a training program, with the Forest Products Division - IPT, under the orientation a Prof. Dr. Antonio Tadeu de Leiis.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

• BESS, H. A. Termites of Hawaii and the Oceanic Islands. In: KRISHNA, K. & WEESNER, F.M. (Ed.) Biology oftermites. New York: Academic Press, 1970. v.2, cap.10, p.451-460.
• GRASSÉ, P.P. & NOIROT, C. Le polymorphisme social du termite à cou jaune (Kalotermes flavicollis F.) - les faux-ouvries ou pseudergates et les mues régressives. C. R. Acad. Sei., n.224, p.219-221, 1947.
• HOWARD, R.W. & HAVERTY, M.I. Defaunation, mortality, and soldier differentiation: concentration effects of methoprene in a termite. Sociobiol., v.3, p.73-78, 1978.
• HOWARD, R.W. & HAVERTY, M.I. Termites and juvenile hormone analogues: a review of metodology and observed effects. Sociobiol., v.4, n. 2, p.269-278, 1979.
• HRDY, 1.; KRECEK, J.; ZUSKOVA, Z. Juvenile hormone analogues: effects on the soldier caste differentiation in termites (isoptera). Vestn. Cesk. Spol. Zool., n.4, p.260-269, 1979.
• LELIS, A.T. The loss of intestinal flagellates in termites exposed to the juvenile hormone analogue (JHA) - methoprene. Mater. Org., Berlim, v.27, n. 3, p. 171-178, 1992.
• LELIS, A.T. & EVERAERTS, C. Effects of juvenile hormone analogues upon soldier differentiation in the termite Reticulitermes santonensis (Rhinotermitidae, Heterotermitinae). J. Morphol., v. 217, p. 239-261, 1993.
• OLIVEIRA, A.M.F.; LELIS, A.T.; LEPAGE, E.S.; LOPEZ, G.A.C.; OLIVEIRA, L.C.S.; CANEDO, M.D.; MILANO, S. Agentes destruidores da madeira, p.99-256. In: LEPAGE, E.S. (Coord.) Manual de preservação de madeiras. São Paulo: IPT/SICCT, 1986. v.1, p.99-256.
• ROSS, H.H. A textbook of entomology. New York: John Wiley & Sons, 1965.
• SIEGEL, S. Escolha da prova estatística adequada. In: SIEGEL, S. Estatística não-paramétrica para as ciências do comportamento. São Paulo: Me Graw-Hill, 1975. cap.3, p.19-33.
• VARMA, R.V. Hormonal mechanisms of soldier differentiation in Postelectrotermes nayari. In: WATSON, J.A.L.; OKOT-KOTBER, B.M.; NOIROT, CH. (Eds). Caste Differentiation in social insects. Oxford: Pergamon Press, 1985. v.3, cap.18, p.239-244.
• VARMA, R.V. Effect of juvenile hormone analogues on Odontotermes guptai (lsoptera: Termitidae) under laboratory conditions. In: CONGRESS OF THE INTERNATIONAL UNION FOR THE STUDY OF SOCIAL INSECTS, 11., 1990, India. Proceedings. p.612-613.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  10 Fev 2025
• Data do Fascículo
  Jul-Dec 1998

Histórico

• Recebido
  04 Maio 1998