Sabe-se que os insetos contam com proteção microbiana durante estágios de desenvolvimento imóveis, como ovos. Mas, apesar da suscetibilidade das pupas a desafios antagônicos, o papel dos micróbios em garantir a defesa durante a metamorfose de um inseto permaneceu uma questão em aberto. Cientistas da Alemanha e do Panamá descobriram agora uma nova parceria defensiva entre um fungo e um besouro-das-folhas. O micróbio fornece uma camada protetora ao redor das pupas do besouro e, assim, evita a predação. Em troca, o besouro dispersa o fungo para sua planta hospedeira, expandindo seu alcance. Agora publicado na Current Biology, os pesquisadores apresentam os resultados de seu estudo.
Interações antagônicas são comuns na natureza, estimulando a evolução de traços protetores. Nos insetos, como em outros animais, as simbioses com micróbios benéficos podem servir como fonte de adaptações defensivas.
Em seu estudo, biólogos do Instituto Max Planck de Biologia em Tübingen, da Universidade de Tübingen, ambas na Alemanha, e do Smithsonian Tropical Research Institute, no Panamá, descobriram uma parceria mutualística entre o ascomiceto Fusarium oxysporum e Chelymorpha alternans, um besouro-das-folhas: o fungo protege as pupas do besouro das folhas contra predadores. E em troca, o besouro dispersa o fungo para suas plantas hospedeiras e assim contribui para sua transmissão.
“O fungo manteve um perfil metabólico que reflete seu estilo de vida duplo”, explica Hassan Salem, líder do grupo de pesquisa do Instituto Max Planck de Biologia e autor sênior do estudo. “Nossas descobertas mostram um mutualismo que garante a proteção das pupas para um besouro herbívoro, por um lado, em troca da disseminação e propagação simbionte, por outro lado”, acrescenta Salem.
Uma dimensão microbiana para a defesa pupal
Pesquisas anteriores em vários sistemas de estudo descreveram essas parcerias com micróbios e insetos examinando ovos e outras fases juvenis. Mas para o estágio crítico de pupa, o papel da proteção microbiana permaneceu inexplorado. E apesar de pássaros e alguns roedores representarem ameaças às pupas, são os menores predadores e parasitóides, como besouros, formigas e vespas que os perseguem na natureza.
“As adaptações estruturais e químicas são conhecidas por proteger as pupas contra predadores e outras ameaças. Mas os micróbios também parecem desempenhar um papel importante quando consideramos como um besouro se defende durante a metamorfose”, comenta Aileen Berasategui, pesquisadora em início de carreira no Cluster of Excellence “Controlando Micróbios para Combater Infecções” (CMFI), Universidade de Tübingen e o primeiro autor do estudo.
Um revestimento microbiano protetor
A equipe de pesquisa foi impulsionada pela observação de que um crescimento microbiano denso parece se formar no início da pupação. Abordagens baseadas em sequência e cultura revelaram que esse crescimento é Fusarium oxysporum. Para entender e demonstrar sua hipótese de parceria mútua, os pesquisadores realizaram estudos de campo no Panamá enquanto exploravam as taxas de sobrevivência de pupas com e sem o fungo protetor.
Com base na investigação de acompanhamento usando plantas de batata-doce, a equipe de pesquisa determinou ainda que o besouro das folhas carrega e distribui o fungo para plantas não infectadas. Como os besouros carregam o fungo nas pernas durante a fase adulta, isso resultou em infecção generalizada das plantas.
O besouro-das-folhas Chelymorpha alternans pertence à subfamília especiosa Cassidinae dos besouros-das-folhas. Muitos membros deste grupo parecem carregar as características morfológicas da simbiose com Fusarium oxysporum, sendo a mais conspícua o revestimento microbiano que cobre as pupas. Quando a simbiose evoluiu e como ela é mantida são questões centrais que os membros desta equipe internacional esperam descobrir.
Publicado em 20/08/2022 09h34
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