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Novas Populações de Peixes Enfrentam Desafios de Parasitas

Pesquisas mostram como novas populações de peixes se adaptam a parasitas com o tempo.

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As espécies costumam se mudar pra novas áreas onde podem formar novos grupos. Isso pode ajudar elas a sobreviver, se espalhar pra lugares diferentes ou até trazer espécies que não são mais encontradas naquela região. Mas, quando elas se estabelecem nesses novos lugares, pode ser que não se adaptem bem às condições locais. Um fator importante que elas enfrentam é a mudança nos tipos de Parasitas que encontram. Essas mudanças podem criar pressões fortes nos sistemas imunológicos delas. Pesquisas sugerem que essas novas populações podem se adaptar rapidamente pra resistir a esses parasitas, o que também pode afetar a quantidade de parasitas presentes. Como resultado, essas novas populações podem passar por interações instáveis entre hospedeiros e parasitas.

Pra testar essas ideias, os pesquisadores fizeram grandes experimentos pra criar novas populações de peixes e acompanhar as mudanças na Infecção e na imunidade ao longo do tempo. Nesse estudo, peixes nativos do tipo stickleback de três espinhos foram reintroduzidos em lagos que não tinham peixes. Os resultados mostraram que começar novas populações levou a interações instáveis com parasitas e ao desenvolvimento de uma característica relacionada à imunidade, apoiando as teorias nos estudos eco-evolutivos.

Montagem Experimental

Os pesquisadores focaram em oito lagos que já tinham populações de sticklebacks. Esses peixes viviam em diferentes habitats e tinham traços físicos distintos com base nos ambientes. Em 2019, os peixes foram coletados de uma mistura dessas populações locais e reintroduzidos em lagos receptores menores e maiores. Infelizmente, a introdução em um lago específico não deu certo. Estudos genéticos revelaram diferenças entre os peixes de diferentes lagos fonte, e o nível de parasitas variou bastante entre os locais.

Os peixes stickleback são hospedeiros de várias comunidades de parasitas, incluindo um tipo significativo chamado Schistocephalus solidus, um tênia que pode impactar muito a saúde e sobrevivência dos peixes. Essa tênia entra no peixe quando ele come pequenos crustáceos infectados. A tênia danifica o corpo do peixe e pode reduzir seu crescimento e capacidade de reprodução. Algumas populações de stickleback desenvolveram resistência aumentada a essa tênia ao longo do tempo, levando a variações observáveis em como os peixes reagem à infecção.

Curiosamente, os hábitos alimentares dos sticklebacks mudam dependendo do habitat. Aqueles que vivem em lagos maiores tendem a comer tipos diferentes de comida em comparação com aqueles de áreas menores e mais rasas. Isso pode influenciar como eles lidam com os parasitas dependendo do tipo de comida disponível e de quanto contato eles têm com os parasitas através da dieta.

Objetivos da Pesquisa

Pra investigar a teoria de que novas populações experienciam interações instáveis com parasitas, os pesquisadores voltaram pra Península de Kenai, no Alasca. Eles reintroduziram milhares de sticklebacks em lagos vazios e monitoraram mudanças nas taxas de infecção e respostas Imunes ao longo do tempo. As populações fonte iniciais mostraram taxas de infecção estáveis, mas as populações recém-fundadas exibiram flutuações significativas nas taxas de infecção.

As infecções foram monitoradas ao longo de vários anos, revelando que os níveis de infecção variaram bastante entre os anos nas populações recém-estabelecidas. Em 2019, os peixes infectados tiveram respostas imunes mais severas do que os peixes não infectados, mas essa resposta variou conforme o local. Notavelmente, os peixes de lagos maiores tiveram uma reação imune mais acentuada às infecções do que os de lagos menores. Isso sugere que o contexto ambiental desempenha um papel crítico em como os peixes conseguem combater infecções.

Dinâmicas de Imunidade e Infecção

Os pesquisadores queriam entender como as interações entre hospedeiros e parasitas evoluem ao longo do tempo. Eles observaram que as taxas de infecção nas populações recém-estabelecidas eram instáveis e variavam significativamente de ano pra ano. Nos primeiros cinco anos, as populações de lagos recém-fundados mostraram mudanças instáveis nas suas taxas de infecção, enquanto as populações já estabelecidas mantiveram níveis consistentes de infecção.

Outra descoberta interessante foi que taxas de infecção mais altas nas populações recém-fundadas estavam ligadas a respostas imunes mais fortes. Nos anos iniciais, altas taxas de infecção levaram a uma reação imune mais forte, que então reduziu a prevalência da infecção. Parecia que a alta exposição à tênia resultava em um ciclo de retroalimentação evolutiva onde a resposta imune aumentada levava a menos infecções ao longo do tempo.

Resultados e Observações

Durante os experimentos, foi notado que as populações de peixes se adaptaram de maneiras diferentes dependendo da sua origem. Populações que vieram de lagos maiores ou tiveram uma mistura de peixes mostraram respostas imunes mais significativas ao longo do tempo. Os resultados mostraram uma ligação clara entre características genéticas e respostas à infecção, indicando que alguns peixes herdaram uma propensão mais forte pra desenvolver mecanismos de defesa contra parasitas.

O estudo descobriu que as mudanças nas taxas de infecção e respostas imunes aconteceram rapidamente, em apenas algumas gerações. As populações recém-fundadas exibiram diferenças notáveis em como lidavam com as infecções, que estavam ligadas aos seus antecedentes genéticos. Essas observações apontaram pra ideia de que essas populações de peixes estavam se adaptando ativamente aos seus novos ambientes, respondendo tanto aos tipos de comida disponíveis quanto às pressões parasitárias que enfrentavam.

Implicações a Longo Prazo

A pesquisa destaca a importância de estudar as primeiras fases de estabelecimento de populações em novos ambientes, especialmente no que diz respeito às interações entre hospedeiros e parasitas. Ela ilustra como as espécies podem evoluir rapidamente em resposta a ambientes em mudança e às pressões do parasitismo. Essas dinâmicas são cruciais pra prever o sucesso ou fracasso de espécies em novas regiões, sejam invasivas ou parte de esforços de conservação.

Os achados enfatizam a importância do contexto ecológico em moldar como as populações se adaptam a novos habitats. Compreender essas dinâmicas pode fornecer insights críticos sobre manejo da vida selvagem, estratégias de conservação e as respostas das espécies diante de mudanças ambientais, incluindo as trazidas pelas mudanças climáticas.

Conclusão

Essa pesquisa demonstra a natureza rápida e dinâmica das relações entre hospedeiros e parasitas em populações recém-fundadas. Revela que tanto a variação genética quanto os fatores ambientais moldam criticamente como as espécies se adaptam em resposta a infecções. O conhecimento adquirido desses experimentos pode aprimorar nossa compreensão das interações ecológicas e informar esforços para gerenciar e conservar a vida selvagem em ambientes em mudança. As evidências sustentam a noção de que mudanças rápidas nas dinâmicas ecológicas podem ocorrer em um curto período, destacando a necessidade de pesquisa contínua nessas áreas pra entender melhor as implicações do movimento e adaptação das espécies.

Fonte original

Título: Destabilized host-parasite dynamics in newly founded populations

Resumo: When species disperse into previously unoccupied habitats, new populations encounter unfamiliar species interactions such as altered parasite loads. Theory predicts that newly founded populations should exhibit destabilized eco-evolutionary fluctuations in infection rates and immune traits. However, to understand founder effects biologists typically rely on retrospective studies of range expansions, missing early-generation infection dynamics. To remedy this, we experimentally founded whole-lake populations of threespine stickleback. Infection rates were temporally stable in native source lakes. In contrast, newly founded populations exhibit destabilized host-parasite dynamics: high starting infection rates led to increases in a heritable immune trait (peritoneal fibrosis), suppressing infection rates. The resulting temporal auto-correlation between infection and immunity suggest that newly founded populations can exhibit rapid host-parasite eco-evolutionary dynamics.

Autores: Daniel I Bolnick, R. Barrett, E. Choi, L. Eckert, A. Hendry, E. V. Kerns, A. Lind, K. Milligan-McClellan, C. Peichel, K. T. Sasser, C. Wolf, N. Steinel, J. N. Weber

Última atualização: 2024-06-27 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.24.600494

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.24.600494.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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