Nanopartículas magnéticas em antenas e cabeça da formiga

Nanopartículas magnéticas em antenas e cabeça da formiga migratória Pachycondyla
marginata
Leida Gomes Abraçado, Eliane Wajnberg e Darci Motta S. Esquivel, André Linhares Rossi
Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas, Rio de Janeiro, Brasil.
Magnetorecepção é o mecanismo de resposta de um animal em presença de um campo
magnético. No caso de insetos sociais e, neste caso particular de formigas, resultados
anteriores de medidas de propriedades magnéticas de partes da formiga migratória,
Pachycondyla marginata, indicaram antenas e/ou cabeça como possíveis órgãos sensores [1,
2]. Nanopartículas magnéticas organizadas dentro destes órgãos seriam capazes de detectar o
campo geomagnético (no Rio de Janeiro a intensidade é de ~0.23 Oe).
Antenas e cabeças foram maceradas e deixadas no ultrassom de ponteira por 45 minutos em
tampão Hepes. Cristais foram concentrados magneticamente durante dois dias. O material
concentrado foi lavado no mesmo tampão em ultrassom de banho alternado com
concentrações magnéticas. Análises por microscopia eletrônica de transmissão (MET) foram
feitas num JEOL 2100F (200kV) equipado com uma Câmara CCD (11 Mpixel GATAN Orius
Camera) e Sistema de Espectroscopia por Dispersão de Energia de Raios-X (EDS) NoranSeven.
Cristais isolados da cabeça e antena da formiga Pachycondyla apresentaram morfologias e
composições diferentes. Na antena os cristais são cilíndricos (em projeção) com 50/40 nm de
comprimento/largura, respectivamente (figura 1A). Muitas vezes, fileiras de cristais orientados
foram encontradas indicando a presença de interação magnética entre cristais. Análises de
EDS (figura A, inserto) mostram a presença de ferro. Análises de difração de elétrons e MET de
alta resolução indicam que os cristais são domínios monocristalinos de magnetita. Na região
da cabeça os cristais tem dimensão de 40/7 nm em forma de placa (figura 1B). Análises de EDS
revelaram a presença de titânio e ausência de ferro (figura 1B, inserto). Na figura 1B (imagem
de alta resolução) os cristais mostrados foram indexados como Rutilo [110]. Cr, Co, Al e S
estão presentes no material extraído de cabeça, em menor proporção e Cr, Al, Mg e S no da
antena. Esta é a primeira observação de óxido de Ti em insetos sociais. Resultados anteriores
em material extraído de cabeças com antenas destas formigas mostraram óxidos de Fe [3] e,
posteriormente, óxidos de Fe e Ti, em cortes ultrafinos da junção de antena com cabeça [1].
Óxidos de Ti observados na extração da cabeça,separados por processo magnético, devem ser
magnéticos (Figura 1B). Assim como óxidos de Fe de antenas são bem aceitos como
magnetoreceptores, propomos que os óxidos contendo Ti podem também ter uma função
neste mecanismo.
Referências:
[1] Caracterização magnética do material magnetico em antenas de formigas Pachycondila
marginata: um possível sistema magnetosensor. Jandira Ferreira de Oliveira, CBPF, 2010.
[2] Antennae: the strongest magnetic part of the migratory ant. E Wajnberg, G Cernicchiaro
and DMS Esquivel, BioMetals 17(4):467-47(2004).
[3] Isolation of magnetic nanoparticles from Pachycondilamarginata ants. D Acosta-Avalos, E
Wajnberg, O S Oliveira, I Leal, M Farina and DMS Esquivel. JEB 202,2687-92(1999).
A
FeK
keV
B
TiK
keV
Figura 1: Cristais isolados da antena (A) e da cabeça (B) da formiga migratória P. marginata.
Inserto: análises por EDS mostram a presença de Fe nos cristais da antena e Ti na cabeça.