Vírus mortais ajudam mariposas a combater vespas parasitas
Cientistas expuseram a larva da vespa braconida à lagarta-do-cartucho da beterraba
Mariposas e borboletas há muito são vítimas de duas ameaças mortais: vespas parasitas e vírus, que lutam entre si por seus hospedeiros lepidópteros. Agora, um novo estudo mostra que alguns vírus transferem suas armas para mariposas e borboletas infectadas, armando-as com os genes para fazer proteínas que matam parasitas.
Muitas espécies de vespas e moscas põem seus ovos dentro de outros insetos, dando aos filhotes uma fonte de alimento e um local seguro para se desenvolverem - e matando o hospedeiro no processo. Mas, embora mariposas e borboletas sejam hospedeiros preferidos, algumas espécies, incluindo lagartas-do-cartucho, cutworms e borboletas-repolho, mostraram uma estranha resistência a uma infinidade de parasitas de vespas, como Cotesia vanessae e C. kariyai .
Para descobrir o que estava acontecendo, a entomologista Madoka Nakai e sua equipe da Universidade de Agricultura e Tecnologia de Tóquio infectaram as larvas da lagarta-do-cartucho com um vírus comum da varíola antes de introduzir os insetos imaturos a várias espécies de vespas parasitas. Enquanto as larvas não infectadas sucumbiram aos parasitas, as larvas infectadas - e seu plasma - mataram quase todos os parasitas, exceto o parasitóide do casulo em cesta Meteorus pulchricornis . Os pesquisadores então identificaram duas proteínas nas lagartas infectadas, que eles chamaram de fator de morte do parasitóide (PKF), que eles pensaram que poderiam ser tóxicas para os parasitas .
Em seguida, o patologista de insetos Salvador Herrero e colegas da Universidade de Valência descobriram genes tanto em vírus que infectam insetos quanto em hospedeiros de mariposa e borboleta que podem produzir PKFs. Uma análise da árvore genealógica dos lepidópteros sugeriu que os genes PKF foram transferidos várias vezes dos vírus para os lepidópteros. “O que não te mata te torna mais forte”, diz Herrero. “O inseto sobreviveu à infecção do vírus, adquiriu um desses genes e agora tem proteção contra outro inimigo, o parasitóide.”
Para mostrar que eram as proteínas PKF que estavam matando, a University of British Columbia, Okanagan, o biólogo molecular David Theilmann e seus colegas infectaram as lagartas bertha com duas espécies de baculovírus, MacoNPV-A e MacoNPV-B. Eles descobriram que as lagartas infectadas resistiram com sucesso aos parasitas larvas de vespas braconídeos ( C. vanessae ). Enquanto isso, os vermes do exército da beterraba, cujos próprios genes fazem PKFs, também foram capazes de matar os parasitas. Quando os cientistas eliminaram os genes que produziram os PKFs nas lagartas do exército da beterraba, muitos outros parasitas sobreviveram, sugerindo que os PKFs foram responsáveis ??pelas mortes do parasita , escreveram os pesquisadores hoje na Science .
Para descobrir como os PKFs estavam matando os parasitas, os cientistas expuseram a larva da vespa braconida à lagarta-do-cartucho da beterraba e infectaram o plasma da lagarta-do-cartucho. Fragmentos de DNA e moléculas de sinalização em células expostas sugeriram que os PKFs causaram a explosão das células afetadas.
“Todos nós chegamos a esses genes de direções ligeiramente diferentes. A junção de nossa pesquisa criou esta história muito interessante sobre a corrida armamentista biológica ocorrendo em uma escala muito grande entre vários patógenos, vespas e hospedeiros, que agora sabemos que também estão resistindo ”, diz Theilmann.
Mas os pesquisadores também descobriram uma reviravolta interessante - pelo menos um dos vírus que abrigam PKF é transmitido às mariposas e borboletas pelo parasitóide do casulo de cesta, protegendo a própria vespa cujas larvas podem sobreviver aos seus ataques. Isso sugere que, embora os PKFs possam ajudar os lepidópteros, eles também podem ser uma vantagem para algumas vespas parasitas.
O novo trabalho deve ajudar os pesquisadores a entender por que as mariposas e borboletas costumam resistir aos parasitóides usados ??como pesticidas em plantações e florestas, diz Herrero. Mas quando se trata de compreender totalmente a complexidade dessa corrida armamentista evolucionária, muitas questões permanecem sem resposta, diz Theilmann. Por exemplo, sua equipe ainda não sabe por que alguns vírus têm genes para PKF e outros não. Eles também não sabem se todos os PKFs funcionam da mesma maneira.
“Acho que este é um bom primeiro passo”, diz Michael Strand, entomologista da Universidade da Geórgia especializado em interações parasita-hospedeiro. Ao identificar essas novas proteínas, acrescenta, o novo estudo abriu caminho para importantes trabalhos futuros. Enquanto isso, os pesquisadores planejam investigar onde essas interações vírus-hospedeiro-parasita normalmente ocorrem na natureza. Eles também querem rastrear alvos específicos de PKF - e ver se algum outro gene desempenha um papel tóxico semelhante.
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