Descrição citogenética de 13 morfoespécies de Solenopsis Westwood, 1840 (Hymenoptera: Formicidae)

Abstract

O gênero Solenopsis tem aproximadamente 195 espécies que são popularmente conhecidas como formigas de fogo ou formiga lava-pé. Este gênero possui uma taxonomia difícil a nível morfológico, estando entre as mais complicadas dentre as formigas. Algumas espécies deste gênero, conhecidas como “thief ant”, são predadoras de larvas de S. invicta e poderiam ser usadas em seu controle, mas isso não é possível devido à dificuldade na sua identificação. O objetivo principal deste estudo foi descrever citogeneticamente o gênero Solenopsis. Para isso, foram analisados 30 ninhos utilizando técnicas da citogenética clássica (como coloração convencional com Giemsa, banda C e coloração sequencial com DAPI/CMA 3 ) e citometria de fluxo. Dentre os ninhos analisados foram encontrados 13 morfoespécies. Por meio da citogenética clássica, encontramos 7 números diploides e 11 diferentes fórmulas cariotípica. Quatro dos sete números de cromossomos são descritos pela primeira vez neste estudo para Solenopsis (2n = 24, 26, 28 e 42 cromossomos). Os dados de banda C mostraram que o aumento da quantidade de heterocromatina segue o aumento do número diploide, e essa diferença é mais evidente quando se compara os extremos (2n = 22 e 2n = 42 cromossomos). A identificação das regiões ricas em CG usando CMA 3 possibilitou a identificação uma possível inversão pericêntrica e de uma translocações. A citometria de fluxo foi utilizada para compreender se as células poliploides apresentadas pelas espécies do gênero Solenopsis são naturais e se o número de células poliploides se mantém constante durante o desenvolvimento. Para tanto, determinou-se a ploidia de células do gânglio cefálico de 4 diferentes estágios de desenvolvimento da espécie Solenopsis saevissima (larvas, pré-pupas jovens, pré-pupas velha e pupas) com base na medição do conteúdo de DNA nuclear. Os dados mostraram a presença de células diploides e tetraploides, e estas células apresentaram diferentes proporções dependendo da fase de desenvolvimento analisada. As células tetraploides apresentaram uma diminuição na sua representatividade com a evolução do desenvolvimento da formiga, sugerindo que elas não são permanentes no tecido neural e, provavelmente, não estarão presentes neste tecido em formigas adultas. Esse comportamento difere do que acontece com as células diploides, que tem o seu pico de proliferação no estágio de pré-pupa jovem e em seguida apresentaram uma redução progressiva no número de células em divisão.

The genus Solenopsis has approximately 195 species that are popularly known as „fire ants‟. This genus has a complex taxonomy at the morphological level, figuring among the more complicated among ant species. Some species in this genus, known as „thief ants‟, are predators of S. invicta‟s larvae and could be used in the control of this pest, but this is not possible due difficulty in its identification. The main objective of this study was to describe, cytogenetically, the genus Solenopsis. For this, we used techniques of the classic cytogenetics (such as conventional staining with Giemsa, C band, and sequential staining with DAPI/CMA 3 ) and flow cytometry. We collected a total of 30 nests belonging to 13 morphospecies. By the classic cytogenetics, we found 7 diploid numbers and 11 different karyotypes formulae. Four out of seven chromosome numbers are described for the first time in this study for Solenopsis (2n = 24; 26; 28 e 42 chromosomes). C-banding data showed that the increase in the amount of heterochromatin follows the increase in diploid number, and this difference is more evident when comparing the extreme (2n = 22 and 2n = 42 chromosomes). The recognition of the region rich in CG using CMA3 became possible the identification one inversion pericentric, beyond possible translocations. The flow cytometry was used to understand whether the polyploid cells presented by species of the genus Solenopsis in the classic cytogenetic research are natural and if the number of polyploid cells keeps constant during development. For this, we determined the DNA ploidy of cephalic ganglion cells of workers in 4 different development stages (larvae, young prepupae, old prepupae and pupae) based on the measurement of nuclear-DNA content. The data showed the presence of diploid and tetraploid cells, and these cells presented different proportions depending of the development stage analysed. The tetraploid cells presented a decrease in its representativity with the advance of the ant development, suggesting that they are not permanent in the neural tissue and, probably, will not be present in this tissue of the adult ants. This is different to what happens with diploid cells that had its proliferation peak in young prepupae stage, and then presents a significant progressive reduction in the number of cells during division.