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A Difusão Global de Espécies Invasoras

Uma olhada em como espécies invasoras como o Aedes aegypti impactam a saúde e os ecossistemas.

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Índice

Espécies invasoras são plantas, animais ou outros organismos que não são nativos de uma área específica e podem causar danos ao meio ambiente, economia ou à saúde humana. Elas costumam competir com as espécies locais por recursos, desestabilizar ecossistemas e até afetar a agricultura. Uma das principais formas de essas espécies se espalharem é se adaptando a novos ambientes, incluindo áreas modificadas por humanos.

Uma dessas espécies é o mosquito da febre amarela, que saiu dos seus habitats originais na África para várias partes do mundo. Esse mosquito desenvolveu uma relação forte com os humanos, o que ajudou ele a prosperar em novas áreas. Apesar de enfrentar desafios como a redução da Diversidade Genética ao se espalhar, essa espécie conseguiu se adaptar e se dar bem.

Com o tempo, à medida que as espécies invasoras se espalham, suas populações podem passar por mudanças significativas. Quando são introduzidas em uma nova área, elas muitas vezes passam por “Gargalos”, ou seja, seus números caem drasticamente. Isso pode levar a uma menor diversidade genética, dificultando a adaptação a novos desafios. Contudo, algumas espécies invasoras, especialmente aquelas que se adaptam bem a ambientes humanos, conseguem superar esses desafios iniciais e se espalhar com sucesso.

O Mosquito da Febre Amarela: Um Estudo de Caso

O mosquito da febre amarela, conhecido cientificamente como Aedes Aegypti, é um exemplo claro de como espécies invasoras podem afetar a saúde humana. Esse mosquito é conhecido por espalhar doenças como dengue, vírus Zika e febre amarela. Originalmente, ele veio da África e se adaptou para viver em áreas com populações humanas, permitindo sua disseminação global.

O mosquito Aedes aegypti tem duas formas distintas: uma que prefere viver perto de humanos e outra que é mais generalista. A forma que prefere humanos apresentou mudanças no comportamento e em características físicas que a ajudam a sobreviver em ambientes humanos. Por exemplo, ele consegue lidar com diferentes padrões de chuva, que são importantes para a reprodução.

Embora esse mosquito não seja um grande voador, ele pode viajar longas distâncias quando se move junto com os humanos. Ele também pode sobreviver por anos em estado inativo, permitindo que reapareça e estabeleça novas populações mesmo depois de um longo tempo ausente.

À medida que o Aedes aegypti se espalhou, causou um impacto significativo na saúde pública nas Américas. A chegada desse mosquito e das doenças que ele traz causou surtos e epidemias ao longo da história. Esforços para erradicar o mosquito em algumas regiões tiveram algum sucesso, mas o inseto se mostrou resiliente, frequentemente retornando mesmo após o uso intenso de pesticidas.

Introdução e Espalhamento do Aedes aegypti

Acredita-se que a introdução do Aedes aegypti nas Américas aconteceu através de vários eventos, incluindo o tráfico de escravos, onde navios transportavam sem saber ovos de mosquito pelo oceano. Com o tempo, essa espécie se espalhou por várias regiões, incluindo América Central e do Sul.

Nos Estados Unidos, esse mosquito foi confirmado pela primeira vez em 1828, mas registros anteriores de surtos de doenças sugerem que ele pode já estar presente há mais tempo. A presença do mosquito está ligada a desafios significativos de saúde pública, incluindo surtos de febre amarela e dengue, especialmente em populações vulneráveis.

A introdução do Aedes aegypti em diferentes partes dos Estados Unidos teve impactos variados. Regiões como a Flórida experimentaram introduções precoces, enquanto a Califórnia viu chegadas mais tarde. Apesar do monitoramento contínuo e medidas de controle, a presença do mosquito continua a ser uma preocupação.

Diversidade Genética e Adaptação

Apesar de passar por quedas acentuadas em números quando foi introduzido em novos ambientes, o Aedes aegypti mostrou uma capacidade de manter a diversidade genética. Estudos recentes sugerem que as populações desse mosquito conseguiram se adaptar às condições locais, permitindo que prosperassem.

A diversidade genética é importante para a sobrevivência de qualquer espécie. Ela permite variabilidade, que pode ser benéfica ao enfrentar pressões ambientais ou doenças. No caso do Aedes aegypti, mesmo tendo passado por significativos gargalos durante sua introdução em novas áreas, a espécie conseguiu manter um nível de diversidade genética que suporta sua adaptação contínua.

Entendendo a Estrutura Populacional

A estrutura populacional se refere a como diferentes grupos de uma espécie estão relacionados entre si e como estão distribuídos em uma paisagem. No caso do Aedes aegypti, pesquisas mostraram que existem populações distintas espalhadas por várias regiões, cada uma com seus próprios traços genéticos.

Na África, as populações mostram diferenças claras, com as populações de Aedes aegypti sendo geneticamente distintas umas das outras. Quando introduzidas nas Américas, diferentes populações surgiram, destacando como fatores geográficos e sociais podem influenciar a distribuição de traços genéticos.

Análises recentes identificaram que as populações na América do Sul e aquelas nos Estados Unidos provavelmente são resultado de múltiplos eventos de introdução, levando a uma mistura de traços genéticos. Essa complexidade ressalta os desafios enfrentados pelos cientistas que tentam gerenciar e controlar esse mosquito invasor.

Gargalos e Dinâmica Populacional

Gargalos são eventos críticos na vida de uma população que podem afetar significativamente seu futuro. Para o Aedes aegypti, gargalos aconteceram durante sua introdução em novas regiões, reduzindo seus números e, em alguns casos, sua diversidade genética.

Esses eventos podem ter implicações para quão bem o mosquito pode se adaptar a novos desafios, como mudanças climáticas ou o desenvolvimento de resistência a pesticidas. Apesar desses desafios, parece que o Aedes aegypti conseguiu se recuperar de forma eficaz, como se vê no crescimento das populações de mosquitos em diferentes regiões.

Nas Américas especificamente, várias populações de Aedes aegypti mostraram uma capacidade de se recuperar rapidamente após introduções iniciais. Isso é notável considerando que algumas populações passaram por reduções significativas em números. A recuperação sugere que, embora a diversidade genética possa ter sido reduzida, ainda há variação suficiente para apoiar o crescimento populacional.

O Papel do Fluxo Gênico

Fluxo gênico é a transferência de material genético entre populações, o que pode ter um papel significativo na evolução de espécies invasoras. No caso do Aedes aegypti, o fluxo gênico entre populações pode introduzir características benéficas que ajudam os mosquitos a se adaptar a novos ambientes.

Em regiões onde as populações são geneticamente relacionadas, o fluxo gênico pode ajudar a manter a diversidade genética, mesmo após um gargalo. Em contraste, regiões com menos interação podem experimentar maior divergência genética, levando a populações distintas com adaptações únicas.

Para o Aedes aegypti, estudos indicam que, embora haja algum nível de fluxo gênico entre as populações nas Américas, barreiras ao movimento e distâncias geográficas podem limitar essa troca. Essa situação cria populações que podem ser mais vulneráveis a desafios locais, tornando crítico o monitoramento e gestão eficazes.

Implicações para os Esforços de Controle

A adaptabilidade e resiliência do Aedes aegypti apresentam desafios significativos para os esforços de controle visando reduzir suas populações. A capacidade do mosquito de prosperar em ambientes diversos, juntamente com a possibilidade de mudanças genéticas que aumentem sua sobrevivência, complica as estratégias existentes.

Nas últimas décadas, abordagens inovadoras para controlar o Aedes aegypti têm sido exploradas, incluindo modificação genética e o uso de predadores. No entanto, a alta diversidade genética do mosquito significa que alguns indivíduos provavelmente sobreviverão, levantando preocupações sobre a eficácia a longo prazo desses métodos.

No fim das contas, pesquisas contínuas são necessárias para entender melhor a dinâmica das populações de Aedes aegypti e sua capacidade de adaptação. As descobertas podem informar futuras estratégias de controle de mosquitos e iniciativas de saúde pública voltadas para reduzir a disseminação de doenças ligadas a essa espécie.

Conclusão

O estudo de espécies invasoras como o Aedes aegypti destaca as complexidades de gerenciar e controlar populações que se adaptam a ambientes humanos. Desde entender sua diversidade genética e estruturas populacionais até reconhecer os desafios impostos por gargalos e fluxo gênico, fica claro que as espécies invasoras são resilientes.

Com sua contínua disseminação, espécies invasoras como o mosquito da febre amarela nos lembram da necessidade de monitoramento contínuo e estratégias de controle inovadoras. À medida que nos aprofundamos nesses desafios, torna-se evidente que entender esses ecossistemas dinâmicos é essencial para proteger a saúde humana e preservar as espécies nativas.

Fonte original

Título: Demographic history and the efficacy of selection in the globally invasive mosquito Aedes aegypti

Resumo: Aedes aegypti is the main vector species of yellow fever, dengue, zika and chikungunya. The species is originally from Africa but has experienced a spectacular expansion in its geographic range to a large swath of the world, the demographic effects of which have remained largely understudied. In this report, we examine whole-genome sequences from 6 countries in Africa, North America, and South America to investigate the demographic history of the spread of Ae. aegypti into the Americas its impact on genomic diversity. In the Americas, we observe patterns of strong population structure consistent with relatively low (but probably non-zero) levels of gene flow but occasional long-range dispersal and/or recolonization events. We also find evidence that the colonization of the Americas has resulted in introduction bottlenecks. However, while each sampling location shows evidence of a past population contraction and subsequent recovery, our results suggest that the bottlenecks in America have led to a reduction in genetic diversity of only [~]35% relative to African populations, and the American samples have retained high levels of genetic diversity (expected heterozygosity of [~]0.02 at synonymous sites) and have experienced only a minor reduction in the efficacy of selection. These results evoke the image of an invasive species that has expanded its range with remarkable genetic resilience in the face of strong eradication pressure.

Autores: Daniel R Matute, T. Kent, D. Schrider

Última atualização: 2024-03-12 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.07.584008

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.07.584008.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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