Diversidade e evolução na simbiose entre bactérias e formigas Attini

Autor(es)

Ana Carolina Marchiori

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Rio Claro. 2014-11-10.
• Instituição: Universidade Estadual Paulista (Unesp). Instituto de Biociências. Rio Claro
• Data de defesa: 2013-09-03
• Orientador: Mauricio Bacci Junior

Resumo

As formigas da tribo Attini são conhecidas pelo hábito de cultivar fungos mutualistas (Basidiomycota) em uma variedade de materiais coletados para formar o que é chamado de jardim de fungo. Este hábito teve início há cerca de 50 milhões de anos na América do Sul e deu origem a cinco tipos de agricultura, que diferem no tipo de fungo e material coletado. As attíneas utilizam os jardins de fungos como fonte de nutrientes e enzimas, os quais são produzidos não somente pelo fungo mutualista, mas também por outros microrganismos presentes no ninho. Portanto, para as formigas e fungos terem acesso a nutrientes são necessárias associações com outros microrganismos. Estudos das comunidades microbianas associadas às formigas Attini, na maioria das vezes, estão relacionados aos jardins de fungo e objetivam explorar os mecanismos de degradação da biomassa vegetal. Informações sobre a microbiota associada ao corpo das formigas e sua função ainda são insuficientes. As attíneas dependem dos simbiontes para sua nutrição e proteção contra parasitas. Mas alguns desses microrganismos são ameaças às formigas e outros parecem ser apenas comensais. No presente trabalho, as bactérias associadas às formigas Attini Atta laevigata, Trachymyrmex urichi eMycocepurus goeldii foram identificadas por métodos independentes de cultivo e um cenário no qual a evolução das formigas Attini é moldada pela interação com estes microrganismos foi proposto. Além disso, foi desenvolvido um protocolo de lavagem das formigas para eliminar bactérias externas e ser utilizado para amostrar os microrganismos do interior das formigas. Os resultados mostraram diferenças entre as comunidades bacterianas abrigadas pelas formigas Attini estudadas. A discriminação de bactérias internas e externas ao corpo das formigas foi possível devido à padronização e aplicação do protocolo de lavagem desenvolvido. Foi descoberto que nos intestinos da Attini mais basal M. goeldii predomina uma única espécie de Spiroplasma. No entanto, durante a evolução, esta bactéria foi progressivamente substituída por duas espécies de Rhizobiales no intestino da attínea filogeneticamente intermediária T. urichi, e finalmente uma única espécie de Rhizobiales prevaleceu como a espécie bacteriana única nos intestinos da formiga cortadeira mais derivada A. laevigata. As cortadeiras também carregam em suas cutículas, quantidades consideráveis de Acetobacter. Rhizobiales e Acetobacter pertencem a grupos de bactérias fixadoras de nitrogênio. Assim, é concebível que a especialização em mutualistas fixadores de nitrogênio possa ter desempenhado um papel no aumento do tamanho da população e do tamanho do corpo ao longo da evolução das formigas Attini. O aumento da população pode estar associado com o aumento nas taxas de infecção, mas esta tendência foi aparentemente compensada pela alta complexidade social das cortadeiras e pela manutenção de espécies de Burkholderiales e Actinomycetales, encontradas na sua cutícula. Estas bactérias produtoras de antibióticos podem ter assumido o papel protetor que está atribuído a Pseudonocardiaceae nas demais espécies de Attini. Também foi detectada uma associação com espécies de Wolbachia que parecem ser mutualistas e externas ao corpo das attíneas, provavelmente nas cutículas. Esta associação pode ter iniciado na Attini mais basal, se especializado na intermediária, mas foi perdida na mais derivada. As associações mutualistas parecem ser recentes e ter se originado a partir de uma única aquisição das fixadoras de nitrogênio e múltiplas aquisições de bactérias que produzem antibióticos. (AU)

• Processo FAPESP: 09/09258-5 - Diversidade e evolução na simbiose entre bactérias e formigas Attini
• Beneficiário: Ana Carolina Marchiori Galdino
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado