E agora, mais um post sobre a diversidade de relações que podemos encontrar. Hoje, sobre o quão variável pode ser uma interação que parecia óbvia:
A convivência com inquilinos não é privilégio de humanos. Diversos seres vivos convivem intimamente com outros, num processo chamado de simbiose (vida conjunta). Essa simbiose pode ter várias consequências, que vão do parasitismo, onde um se beneficia e prejudica o outro, ao mutualismo, onde ambos se beneficiam a ponto de dependerem um do outro. Uma associação famosa, e bem ressaltada em tempos de aquecimento global, é a que acontece entre corais e dinoflagelados.
Os corais são formados por animais cnidários, parentes das águas-vivas, e formam um esqueleto externo de calcário, geralmente branco. O acúmulo de esqueletos antigos, uns sobre os outros é o que faz com que o coral cresça. O que dá a cor ao coral é o próprio animal, por isso quando ele morre o coral sofre o processo de branqueamento que tanto preocupa ambientalistas.
Para se alimentar, além da filtragem de partículas da água, os corais fazem associação com dinoflagelados, organismos unicelulares fotossintetizantes, que em troca de proteção e um ambiente favorável, fornecem parte dos açúcares sintetizados. Os dinoflagelados que participam da simbiose são sensíveis a variações de temperatura de alguns graus apenas, e podem morrer tanto em decorrência do aumento da temperatura da água quanto da obstrução da luz solar por poluentes. São eles os mais afetados pelo efeito antrópico (causado pelo ser humano). Continue lendo
Um artigo recente me inspirou para o primeiro post no Rainha Vermelha (se você está lendo o feed, clique no título e visite a casa nova), por mais que já tenha saído em outros lugares. Vírus são ao mesmo tempo simples e complicados. Simples porque não possuem muita coisa além de proteínas, de vez em quando uma camada de lipídeos, chamada envelope e material genético bem variado -DNA, RNA, dupla fita, simples fita, e variações disso. Seu material genético costuma ser bem resumido, deixando várias funções de lado, que serão completadas pelo hospedeiro. Complicados porque essa simplicidade toda desafia o conceito de vida aceito por muita gente.
Pretendo escrever alguns textos que mostrem que por baixo dessa aparente simplicidade, existe uma riqueza de interações muito curiosas. Um dos fatores que contribuem para que os vírus não sejam considerados seres vivos, é o fato de que não possuem metabolismo, dependem exclusivamente de células para sua reprodução. Assim sendo, é de se esperar que vírus sejam os últimos parasitas naquela escala: O cão têm pulgas, suas pulgas têm bactérias, e suas bactérias têm vírus.
Pois bem, conheçam os Mimivírus:
Durante um surto de pneuminia, foi feito o isolamento de água do sistema de resfriamento de um prédio na Inglaterra para checagem de microorganismos (doenças muito sérias, como a Doença dos Legionários podem ser transmitidas por dutos de ar-condicionado por exemplo), e alguns cientistas isolaram uma bactéria, que ebora aparecesse no microscópio, escapou a todas tentativas de isolamento de seus genes de ribossomo. Depois de perceber uma relação entre ela e uma ameba de nome Acanthamoeba polyphaga, ficou claro que aquela bactéria era na verdade um vírus, e por isso não tinha ribossomo. Um vírus que aparecia em microscópios ópticos normais. Para dar uma noção, o limite teórico da resolução de um microscópio óptico é cerca de 200nm (nanômetros), ou 200 bilhonésimos de metro. A grande maioria dos vírus têm entre 80 e 150nm. O vírus isolado tinha 400nm, maior do que muitas bactérias. Devido ao tamanho e à coloração que confundiu os cientistas ele recebeu o nome de Mimivírus, derivado de mímico ou mimético.
Um dos maiores problemas entre os cientista que estudam modificações de um hospedeiro causadas pelo parasita é separar entre o que é “intencional” e adaptativo para o parasita do que é uma simples consequência do processo. Por exemplo, você espirra quando está resfriado porque suas vias respiratórias estão irritadas ou porque essa é a maneira que o vírus encontrou de se espalhar? Não me lembro da resposta para essa pergunta, e se você tiver fique à vontade nos comentários. Já o caso que veremos abaixo não deixa dúvidas do quão capazes as vespas são de mudar o comportamento do hospedeiro intencionalmente.
Praticamente um trailer de terror interplanetário! Via Desertores da Escada.
Hoje um exemplo para ilustrar o que você tem a ver com evolução (além do simples fato de existir). Basta acompanhar a disputa entre o tomate e um fungo.
As plantas, por mais que não aparentem, também estão sob constante ataque, não só de predadores como de parasitas. E para proteção contra esses últimos, existe uma espécie de sistema imune. A linha de frente desse “sistema imune” é chamada de imunidade basal e consiste em detectar moléculas que os invasores costumam usar e inativá-las. Os invasores também podem contra-atacar e têm para isso moléculas efetoras, que inativam as proteções das plantas. Daí em diante continua aquela disputa evolutiva que dá nome ao blog, agora numa briga gene-a-gene, com genes das plantas que combatem os efetores e genes dos patógenos que combatem os genes que combatem os efetores, e assim segue.
Fusarium oxysporum é um fungo de solo capaz de infectar centenas de plantas -e de ser usado pelo governo americano como agente biológico no combate à coca na Colômbia, dizem as más línguas- e entre as infectadas estão uma série de plantas de importância para o homem, como algodão, melão, pepino, banana e tomate. A infecção se dá pelo sistema de transporte de água da raiz para as folhas, o xilema, o que costuma causar a morte da hospedeira.
No caso do tomate, a história fica interessante. Algumas linhagens de tomate foram selecionadas na década de 40 por serem resistentes ao fungo, e o gene responsável recebeu o nome de I-1, I de imunidade, capaze de atacar a proteína efetora Avr1, de avirulência, do fungo. Nos anos 60, depois do aparecimento de linhagens de fungo capazes de infectar o tomate, portadoras da proteína Avr2, foi desenvolvida outra linhagem de tomate portadora do gene I-2. Novamente o Fusarium voltou a atacar, agora na década de 80, em plantações nos EUA e Austrália, agora usando a proteína Avr3. Novos cruzamentos e surge o tomate atual, portador do gene I-3, que consegue combater a proteína Avr3. O que há de diferente agora? Um grupo de pesquisa holandês demonstrou que a proteína que neutraliza o gene I-3 é a Avr1, que já é combatida pelo gene I-1. Um pouco confuso? A coisa fica assim, o fungo até é capaz de neutralizar o novo gene de defeza da planta, mas a proteína que faz isso já é combatida por outro gene, mais antigo. Dessa forma, o tomate ganha a dianteira nessa corrida armamentista combatendo ambas proteínas, e temos indícios de que desta vez deve demorar para que ele volte a perder.
Obs. Dica do dia: pode demorar, mas geralmente esse ciclo não tem fim…
Abaixo o artigo da revista PLoS, que felizmente é de acesso livre!
crédito: myriorama
O gênero Cordyceps é um gênero formado por fungos parasitas, a grande maioria ataca insetos. Curiosamente uma das espécies parasita raízes de plantas, e o que dá uma pista de como ele pode ter saltado de um reino para outro é o fato de que espécies próximas parasitam cigarras, cujas ninfas sugam a seiva de raízes no solo. Dentro do animal o fungo cresce hifas que digerem e absorvem seu conteúdo, e quando maduro, brota um cogumelo, sua estrutura reprodutora.
Na culinária oriental, principalmente na China, são considerados iguarias e também são utilizados como remédio. De algumas espécies já foram isoladas drogas como a ciclosporina, supressora de sistema imune, que deve facilitar a permanência do fungo dentro do inseto, usada atualmente para prevenir rejeição de órgãos transplantados.As coisas ficam mais interessantes quendo investigamos como esses fungos podem manipular o hospedeiro para melhorar as chances de seus esporos serem lançados com sucesso.
Algumas espécies de cordyceps podem forçar seu hospediro a se dirigir a algum lugar que facilite a dispersão dos esporos, aumentando assim as chances de que seus esporos infectem novos hospedeiros - como o verme que obriga o caramujo a se expor mais ao pássaro que será infectado.Abaixo um vídeo do maravilhoso documentário Planeta Terra, episódio florestas tropicais, onde vemos uma formiga infectada escalando uma árvore para morrer e servir de substrato para o fungo.
Deixando bem claro que a opinião desse site acima não reflete as opiniões do Raiha de Copas.
Obrigado pela dica Nati!
Bom, finalmente vamos ao que interessa, depois de vermos a teoria da Rainha de Copas e a família Lycaenidae veremos o que a relação de hoje tem de especial (e já aviso, não perca o vídeo no fim do post -qualquer coisa clique em continuar lendo- pois ele tem uma surpresa muito interessante).
Durante a reprodução, a borboleta azul Maculinea alcon se comporta como uma borboleta normal e deposita seus ovos na planta Gentiana pneumonanthe, esta à direita, assim suas lagartas já nascem sobre seu alimento. Até aí nenhuma novidade…
Mas, após uma semana se alimentando na planta, as lagartas se deixam cair no solo, onde acabam sendo encontradas por formigas. Se você leu o post anterior já imagina o que vai acontecer. A lagarta tem açúcares na superfície de seu corpo que sinalizam para as formigas que ela é uma pupa, e como tal, a formiga a carrega para dentro do formigueiro, onde vai ser colocada na câmara de alimentação.
Na Dinamarca, local do estudo feito por David R. Nash e colaboradores, são duas as espécies de formigas utilizadas pela lagarta, Myrmica rubra e Myrmica ruginodis. Ao levarem a lagarta para seu formigueiro, em alguns casos bem mais de uma, as formigas estão condenando suas companheiras a alimentar e cuidar de um “cuco” que vai debilitar sua sociedade, principalmente em formigueiros pequenos. Está armado o esquema que vai desencadear uma coevolução.
A distribuição das formigas, é ampla, assim como a distribuição da planta Gentiana, mas a distribuição da borboleta azul está restrita aos locais onde há uma sobreposição entre a população das hospedeiras e da planta que serve de alimento para sua lagarta durante a primeira etapa de seu ciclo de vida. Espécies que têm uma distribuição restrita como essa por precisarem de vários fatores, são geralmente mais frágeis e mais suscetíveis a destruição causada pela intervenção humana.
A presença da borboleta causa na população de formigas parasitadas (que aparecem com um sinal de + no esquema) uma pressão seletiva para que as formigas mudem seus carboidratos de superfície, podendo assim distinguir entre pupas e lagartas, e com isso não tragam o pequeno intruso para dentro de casa. E a borboleta sofre a pressão contrária, para igualar sua superfície à da formiga e com isso, passar desapercebida.
O que o estudo publicado na Science mostrou é que, as duas esécies de formiga têm seu fluxo gênico diferente. O que quer dizer o seguinte: a formiga Myrmica ruginodis tem um fluxo gênico maior, sua população troca genes numa grande área, dessa maneira populações locais apresentam pouca variação genética. Já a M. rubra tem seu fluxo gênico menor, ou seja, populações locais trocam poucos genes e com isso têm maiores diferenças genéticas. Imagine o fluxo gênico como a cor vermelha na figura abaixo.
Como consequência, a dinâmica parasita-hospedeiro nas duas espécies é diferente. Na espécie M. ruginodis a infecção por Maculinea alcon é constante, enquanto na formiga M. rubra, a infecção varia entre 0 e 72%, indicando pontos de adaptação local. Com o estudo de genética de populações e da variação dos carboidratos de superfície, os autores concluiram que na espécie M. rubra, a variação genética dentro das populações sujeita à borboleta (lembre do sinal de + na figura mais acima) é maior do que nas regiões em que não está presenta a borboleta. Quando o esperado seria o contrário, pois a distribuição geográfica das formigas parasitadas é menor, e restrita a co-ocorrência da planta utilizada pela lagarta.
Então, eis o que acontece: nas populações de M. rubra, ocorre a pressão seletiva para mudança dos carboidratos de superfície corpórea, e quando isso acontece, o baixo fluxo gênico permite uma adaptação local, fixando a característica e permitindo que os formigueiros não sejam invadidos pela M. alcon. Nas populações de M. ruginodis, o maior fluxo gênico não permite a fixação das variantes, mantendo a população relativamente homogênea e parasita com um sucesso constante pela borboleta, permitindo inclusive que sua população persista e tenha oportunidades de se adaptar às novas variantes de M. rubra e possam voltar à parasitá-la.
O vídeo abaixo, do sempre citado Life in The Undergrowth mostra a lagarta sendo levada e cuidada pelas formigas. Se você habilitar o áudio, além de ouvir a narração em inglês (nem preciso dizer de quem) vai ouvir o som que a lagarta emite para imitar as pupas, som este que precisou ser gravado em estúdio, sob total silêncio. E se acompanhar até o final vai perceber o porquê de eu gostar tanto das vespas Ichneumonidae, que pelo visto são melhores que as formigas em distinguir a lagarta da Maculinea alcon.
Fonte:
A Mosaic of Chemical Coevolution in a Large Blue Butterfly; David R. Nash, Thomas D. Als, Roland Maile, Graeme R. Jones, and Jacobus J. Boomsma, 2008,Science 319 (5859), 88. [DOI: 10.1126/science.1149180
Dando continuidade ao post sobre a teoria da Rainha de Copas, teremos mais um texto antes de falar sobre a relação entre a borboleta e as formigas que ela parasita.
A família Lycaenidae, segunda maior família da ordem Lepidoptera (a ordem das borboletas e mariposas), tem em muitas espécies, registros de interação com formigas. Em poucos casos, essa associação é obrigatória, e pode tomar muitas formas.
Estas espécies que interagem com formigas -mirmecófilas ou amigas das formigas- possuem diversos mecanismos que possibilitam isso. Desde uma cutícula mais grossa, até 20x em alguns casos, que pode ser bem útil quando se lida com insetos com mandíbulas poderosas, até órgão especiais, especializados tanto em comunicação química quanto acústica.
Os PCOs -pore cupola organs ou órgãos de cúpula com poro, numa tradução bem livre, os TO -tentacle organs ou órgãos tentáculo- e os DNO -dorsal nectary organ ou nectário dorsal- são órgão que emitem substãncias voláteis que podem apaziguar as formigas, permitindo assim que a lagarta permaneça no ambiente ocupado por elas, podem também atrair formigas e avisá-las sobre perigo, e até mesmo no caso dos nectários (DNO), secretar substâncias nutritivas que são consumidas pelas formigas (como na figura).
A secreção de substâncias pode inclusive ser regulada de acordo com a quantidade de lagartas presentes, nesse caso cada lagarta produz menos do que produziria se estivesse sozinha.
Algumas espécies passaram do multualismo para a predação, em alguns casos, as lagartas têm uma carapaça que as protege do ataque de formigas adultas, enquanto devoram pupas e ovos. Na figura acima você vê a Liphyra brassolis tanto de cima quanto de baixo, devorando formiguinhas indefesas. Fotos de Darlyne A. Murawski retiradas de uma reportagem da National Geographic sobre lagartas carnívoras muito boa.
Em casos mais extremos, algumas espécies conseguem parasitar formigueiros e serem alimentadas pelas formigas, como verdadeiros cucos, é o que veremos no próximo post…
fontes:
THE ECOLOGY AND EVOLUTION OF ANT ASSOCIATION IN THE LYCAENIDAE (LEPIDOPTERA)
Naomi E. Pierce, Michael F. Braby, Alan Heath, David J. Lohman, John Mathew, Douglas B. Rand, Mark A. Travassos
Annual Review of Entomology 2002 47, 733-771
