A proteção contra inimigos naturais ajuda na dispersão de simbiontes em populações de insetos?

Autor(es)

Cássia de Souza Siqueira Cesar

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: São Paulo.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Biociências (IBIOC/SB)
• Data de defesa: 2024-09-13

Membros da banca

Rodrigo Cogni; Brandon Cooper; Julien Martinez

• Orientador: Rodrigo Cogni; André Coppe Pimentel

Resumo

A simbiose é extremamente comum na natureza e abrange interações que podem ser prejudiciais (i.e., parasitismo) ou cooperativas (i.e., mutualismo). Simbiontes estão amplamente distribuídos entre artrópodes terrestres, especialmente os insetos, e vários fatores podem influenciar a abundância e a distribuição dos simbiontes. Por exemplo, existem simbiontes que podem manipular a reprodução de seus hospedeiros, aumentando a proporção de indivíduos infectados ao longo das gerações. No caso do simbionte Wolbachia, por exemplo, até recentemente acreditava-se que o principal motivo do seu sucesso na natureza era por ser parasita reprodutivo. No entanto, existem linhagens de Wolbachia encontradas na natureza que não apresentam nenhum fenótipo de parasitismo reprodutivo. Há outros diversos simbiontes, como Hamiltonella, que são encontrados frequentemente na natureza infectando populações de afídeos, mas que também não são parasitas reprodutivos. Muitos estudos nas últimas duas décadas mostraram que existem vários simbiontes defensivos (i.e., simbiontes que protegem seus hospedeiros contra inimigos naturais) infectando populações naturais de insetos, como Wolbachia, Hamiltonella, Spiroplasma, entre outros. Esses simbiontes podem proteger seus hospedeiros contra uma grande variedade de inimigos naturais, como vírus, bactérias, fungos e parasitoides. Portanto, o sucesso na dispersão desses simbiontes em populações de insetos pode ser, em parte, atribuído ao efeito mutualístico que fornecem ao protegerem seus hospedeiros contra inimigos naturais. Neste estudo, testamos a hipótese de que os simbiontes podem se dispersar nas populações de insetos ao aumentarem o fitness de seus hospedeiros na presença de inimigos naturais. Para testar esta hipótese, adotamos três abordagens distintas. No primeiro capítulo fizemos uma meta-análise para avaliar os custos e benefícios da interação entre hospedeiros e simbiontes, mostrando que, na presença de inimigos naturais, simbiontes fornecem proteção ao aumentar o fitness dos seus hospedeiros e que, na ausência de inimigos naturais, simbiontes causam pouca redução no fitness dos seus hospedeiros. Isso mostra que a interação com simbiontes pode ser altamente vantajosa para os hospedeiros, facilitando a dispersão de simbiontes na natureza. No segundo capítulo, focamos na interação hospedeiro-vírus e fizemos uma meta-análise para avaliar o nível de dano que os vírus podem causar em seus hospedeiros. Mostramos que a maioria das interações hospedeiro-vírus evoluiu para se tornar parasítica, com os vírus diminuindo de forma expressiva o fitness de seus hospedeiros. Desta forma, simbiontes que fornecem proteção contra vírus podem se beneficiar da presença de vírus no ambiente para facilitar sua dispersão nas populações de hospedeiros. No terceiro capítulo, fizemos um experimento para testar como a pressão seletiva dos vírus e o genótipo do hospedeiro (isto é, se o hospedeiro possui alelos resistentes ou susceptíveis em genes relacionados à proteção contra vírus) influenciam o aumento da frequência do simbionte Wolbachia em populações de Drosophila melanogaster ao longo do tempo. Dentro de dez gerações, a frequência de Wolbachia nas populações sob pressão seletiva de vírus aumentou de 35% para 100% enquanto nas populações controle - não infectadas pelo vírus - quase não houve mudança na frequência de Wolbachia. Juntos, nossos resultados mostram evidências de que a proteção contra inimigos naturais pode ser um fator determinante no sucesso da dispersão de simbiontes em populações de insetos. (AU)

• Processo FAPESP: 19/03997-2 - Interação hospedeiro-simbionte-inimigo natural: do parasitismo ao mutualismo
• Beneficiário: Cássia de Souza Siqueira Cesar
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado