Novo mecanismo evita competição entre vespas parasitóides

As vespas parasitas são inimigos naturais do controle efetivo sobre a população de pragas da natureza. Portanto, eles são amplamente utilizados como agentes verdes de controle de pragas na agricultura e silvicultura. Há uma diversidade de vespas parasitas, que possuem hábitos parasitários diversos. Em geral, o parasitismo pode ser dividido em três tipos: parasitismo solitário, parasitismo gregário e sinparasitismo. O superparasitismo - dois ou mais ovos sendo postos em um único hospedeiro por uma ou mais fêmeas parasitóides - geralmente leva à competição intraespecífica ou interespecífica, que é, portanto, um desperdício de recursos parasitas. A evitação do superparasitismo atraiu imensa atenção entre os biólogos, tanto em casa quanto no exterior, mas o mecanismo subjacente permanece obscuro.

A equipe liderada pelo Prof. Chen Xuexin e o Prof. Huang Jianhua da Faculdade de Agricultura e Biotecnologia da Universidade de Zhejiang trabalhou em parceria com a equipe liderada pelo pesquisador Zhan Shuai do Centro CAS para Excelência em Ciências Moleculares de Plantas para conduzir pesquisas sobre como vespas parasitas manipular o comportamento do hospedeiro para evitar competição intraespecífica. Os resultados da pesquisa foram publicados em um artigo intitulado "Neofuncionalização de um domínio antigo permite que os parasitas evitem a competição intraespecífica manipulando o comportamento do hospedeiro" na revista Nature Communications em 16 de setembro.

O gênero Leptopilina possui algumas vespas parasitóides importantes de pragas de frutos de baga, incluindo algumas espécies de Drosophila. Os pesquisadores descobriram que duas espécies intimamente relacionadas de Leptopilina — L. boulardi e L. heterotoma - são caracterizados por evitar o superparasitismo. Portanto, esses dois sistemas parasitários são o modelo ideal para explorar a forma de evitar a competição intraespecífica entre vespas parasitóides. Eles descobriram pela primeira vez que o parasitismo por Leptopilina costuma ser acompanhado pela resposta de escape do hospedeiro. Ao comparar hospedeiros escapados e não escapados, eles detectaram um superparasitismo perceptível entre os não escapados, ou seja, eles freqüentemente tinham múltiplos ovos parasitas em seus corpos, sugerindo que o escapamento do hospedeiro é uma estratégia que ajuda as vespas parasitóides a evitar a competição intraespecífica.

Ao combinar dados multiômicos, os pesquisadores caracterizaram um pequeno conjunto de genes RhoGAP (denominados genes relacionados ao Escape com um domínio de proteína ativadora de GtPase - EsGAP) que medeiam a manipulação do parasita do escape do hospedeiro por meio da indução de espécies reativas de oxigêniono sistema nervoso central do hospedeiro. Estudos funcionais revelaram que esta família de proteínas pode causar níveis elevados de espécies reativas de oxigênio (ROS) no sistema nervoso central das larvas hospedeiras, levando ao comportamento de escape do hospedeiro. O estudo finalmente rastreou a origem e evolução de tais genes EsGAP e descobriu que o domínio estrutural RhoGAP, que é difundido em eucariotos, evoluiu em um grande número de eventos de replicação independente, e um de seus ramos é recrutado e eventualmente especializado em um veneno gene de expressão específico da glândula por Leptopilina, cumprindo uma nova função na regulação do comportamento do hospedeiro.

"Nós identificamos uma estratégia parasitária da Leptopilina na regulação do comportamento do hospedeiro, evitando assim a competição intraespecífica e elucidando o envolvimento do EsGAP na manipulação do comportamento de escape do hospedeiro em nível molecular ", disse o Prof. Chen. "Também propusemos uma nova teoria sobre como a prevenção do superparasitismo e da competição intraespecífica promove a diferenciação populacional e a expansão do hospedeiro entre as vespas parasitóides. Esses resultados da pesquisa contribuem para uma compreensão perspicaz do mecanismo molecular da prevenção do superparasitismo em vespas parasitóides e fornecem uma base teórica para aumentando o efeito potencial das vespas parasitóides no controle biológico. "