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Vespas parasitoides e seus hospedeiros: Uma luta pela sobrevivência

Investigando a relação complicada entre vespas parasitoides e seus hospedeiros insetos.

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A Batalha dosA Batalha dosParasitoides eHospedeirosdrosophilae.Um mergulho profundo na vida de T.
Índice

Insetos Parasitoides têm um papel importante no nosso ecossistema. Eles dependem de outros insetos, chamados hospedeiros, para sobreviver. Cerca de 10% das espécies de insetos são parasitoides. As fêmeas de parasitoides põem ovos dentro ou em cima de seus hospedeiros. À medida que esses ovos se desenvolvem, os parasitoides em crescimento consomem o hospedeiro. Essa relação leva a uma batalha constante entre os hospedeiros e seus parasitoides, com cada lado evoluindo novas estratégias para sobreviver.

A Luta Entre Parasitoides e Hospedeiros

Ao longo da evolução, tanto os hospedeiros quanto os parasitoides desenvolveram estratégias únicas. Os hospedeiros melhoram seus sistemas imunológicos e aprendem a escapar desses insetos, enquanto os parasitoides criam novas formas de se prender aos hospedeiros. Essa luta contínua cria um ecossistema rico e diversificado. Certos hospedeiros se tornam muito resistentes a ataques, enquanto alguns parasitoides se tornam particularmente habilidosos em explorar seus hospedeiros.

A Mosca da Fruta de Asa Manchada

Um hospedeiro notável é a mosca da fruta de asa manchada, conhecida como Drosophila suzukii. Essa mosca veio da Ásia e se espalhou globalmente nos últimos anos. Ela é conhecida por atacar várias frutas macias, causando grandes danos na agricultura. Apesar dos esforços para encontrar inimigos naturais que controlem a D. suzukii, os parasitoides comuns que atacam outros tipos de moscas da fruta não conseguem atingir essa espécie.

Descobrindo Parasitoides Naturais

Estudos de campo foram realizados para identificar inimigos naturais da D. suzukii de 2016 a 2020 no Leste da China. Os pesquisadores colocaram armadilhas de frutas em vários locais onde a D. suzukii era comum. Eles focaram em dois tipos de vespas parasitárias: T. drosophilae, que põe ovos em pupas de D. suzukii, e Asobara japonica, que ataca larvas. A T. drosophilae se mostrou particularmente eficaz no controle da D. suzukii, apresentando uma alta taxa de parasitismo nos EUA e na Europa.

Mecanismos da T. drosophilae

A T. drosophilae desenvolveu estratégias específicas para prosperar como parasitoide. A vespa produz Veneno e células especiais chamadas teratócitos. Essas adaptações ajudam a interromper o desenvolvimento do hospedeiro e a digerir seus tecidos mais rapidamente. Além disso, a T. drosophilae mostrou a capacidade de trabalhar em conjunto com outras vespas da mesma espécie para aumentar suas chances de encontrar hospedeiros adequados, evitando a competição com outros tipos de parasitoides.

Comparando T. drosophilae e A. japonica

Tanto a T. drosophilae quanto a A. japonica foram estudadas por sua eficácia como parasitoides. A. japonica ataca principalmente estágios iniciais das larvas de Drosophila, enquanto a T. drosophilae especificamente coloca seus ovos em pupas. A T. drosophilae demonstrou taxas de sucesso muito mais altas em comparação com a A. japonica. Quando testada em outras espécies de Drosophila, a T. drosophilae apresentou altas taxas de parasitismo e surgimento bem-sucedido de novas vespas.

Entendendo o Genoma da T. drosophilae

O genoma da T. drosophilae foi sequenciado para obter informações sobre suas estratégias parasitárias. Esse genoma é relativamente grande em comparação com outras vespas parasitoides. O estudo descobriu que o genoma da T. drosophilae contém muitas cópias de certos genes que ajudam em suas atividades parasitárias, especialmente genes relacionados à produção de veneno e digestão. Isso revela uma composição molecular complexa que apoia seu papel como um parasitoide de sucesso.

O Veneno Único da T. drosophilae

A T. drosophilae usa veneno para controlar o desenvolvimento dos hospedeiros Drosophila. Os pesquisadores observaram que o veneno injetado causava mudanças visíveis no desenvolvimento tanto de pupas de D. suzukii quanto de D. melanogaster. O veneno contém proteínas específicas, especialmente inibidores de tecidos de metaloproteases (TIMPs), que desempenham um papel crítico em interromper o desenvolvimento do hospedeiro.

O Papel dos Teratócitos

Além do veneno, a T. drosophilae libera teratócitos no hospedeiro quando eclode. Esses teratócitos ajudam a decompor os tecidos do hospedeiro, permitindo que as larvas de vespa em desenvolvimento obtenham os nutrientes necessários mais facilmente. Esse processo de digestão começa rapidamente após a liberação dos teratócitos e é essencial para o crescimento da T. drosophilae.

A Estratégia Alimentar da T. drosophilae

A T. drosophilae tem mais sucesso quando ataca hospedeiros mais jovens. A vespa se adaptou para entrar nas pupas em um estágio inicial para maximizar seu acesso a nutrientes frescos. Infelizmente, a T. drosophilae não consegue distinguir entre hospedeiros jovens e velhos, o que pode limitar seu sucesso. Parece que ela compensa isso permitindo que várias vespas coloquem ovos no mesmo hospedeiro, o que é conhecido como superparasitismo. Essa estratégia ajuda a T. drosophilae a superar os desafios apresentados por hospedeiros mais velhos.

Interações com Outros Parasitoides

A T. drosophilae compartilha seu ambiente com outras espécies de parasitoides, como a A. japonica. Enquanto a T. drosophilae é mais eficaz em parasitar jovens hospedeiros, ela evita a competição com parasitoides larvais, indicando uma estratégia ecológica clara. Ela reconhece quando um hospedeiro já foi parasitado e se abstém de colocar ovos nesses hospedeiros.

Adaptações Sensoriais

A capacidade da T. drosophilae de discernir entre hospedeiros provavelmente envolve o uso de estruturas sensoriais especializadas em seu ovipositor, permitindo que ela avalie as condições do hospedeiro antes de colocar ovos. Essa adaptação é crucial para evitar competição desnecessária e melhorar as chances de reprodução bem-sucedida da vespa.

Conclusão sobre o Sucesso da T. drosophilae

A T. drosophilae exemplifica como as vespas parasitoides se adaptam tanto biologicamente quanto ecologicamente para prosperar em seus ambientes. Ao empregar estratégias únicas, como o uso de veneno e teratócitos, além da capacidade de superparasitismo, a T. drosophilae consegue gerenciar efetivamente suas relações com os hospedeiros e manter seu papel como um parasitoide bem-sucedido. Essas descobertas não só ampliam nosso entendimento sobre a biologia dos parasitoides, mas também oferecem insights sobre potenciais agentes de controle biológico para gerenciar espécies pestes como a D. suzukii. A parasitização bem-sucedida de moscas de fruta invasivas, como a D. suzukii, destaca uma avenida promissora para futuras estratégias de manejo de pragas.

Fonte original

Título: Coordinated molecular and ecological adaptations underlie a highly successful parasitoid

Resumo: The success of an organism depends on the molecular and ecological adaptations that promote its beneficial fitness. Parasitoids are valuable biocontrol agents for successfully managing agricultural pests, and they have evolved diversified strategies to adapt to both the physiological condition of hosts and the competition of other parasitoids. Here, we deconstructed the parasitic strategies in a highly successful parasitoid, Trichopria drosophilae, which parasitizes a broad range of Drosophila hosts, including the globally invasive species D. suzukii. We found that T. drosophilae had developed specialized venom proteins that arrest host development to obtain more nutrients via secreting tissue inhibitors of metalloproteinases (TIMPs), as well as a unique type of cell-- teratocytes--that digest host tissues for feeding by releasing trypsin proteins. In addition to the molecular adaptations that optimize nutritional uptake, this pupal parasitoid has evolved ecologically adaptive strategies including the conditional tolerance of intraspecific competition to enhance parasitic success in older hosts and the obligate avoidance of interspecific competition with larval parasitoids. Our study not only demystifies how parasitoids weaponize themselves to colonize formidable hosts but also provided empirical evidence of the intricate coordination between the molecular and ecological adaptations that drive evolutionary success.

Autores: Jianhua Huang, L. Pang, G. Fang, Z. Liu, Z. Dong, J. Chen, T. Feng, Q. Zhang, Y. Sheng, Y. Lu, Y. Wang, Y. Zhang, G. Li, X. Chen, S. Zhan

Última atualização: 2024-05-09 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.08.574671

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.08.574671.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/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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