Nanopartículas magnéticas em antenas e cabeça da

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).
keV
A
Figura 1: Cristais isolados da FeK
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.
B
TiK
keV