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Jul 07, 2023

Consequências da infecção por Nosema apis para abelhas machos e sua fertilidade

Scientific Reports volume 5, Artigo número: 10565 (2015) Citar este artigo 5743 Acessos 30 Citações 21 Detalhes de métricas altmétricas As rainhas de abelhas eussociais, formigas e vespas acasalam apenas durante um período muito

Scientific Reports volume 5, Artigo número: 10565 (2015) Citar este artigo

5743 Acessos

30 citações

21 Altmétrico

Detalhes das métricas

As rainhas das abelhas eussociais, formigas e vespas acasalam apenas durante um período muito curto no início da vida e, portanto, os machos produzem ejaculados que consistem em um grande número de espermatozóides de alta qualidade. Essa seleção extrema para alta fecundidade resultou em machos investindo minimamente em sua sobrevivência somática, incluindo seu sistema imunológico. No entanto, se os machos suscetíveis forem incapazes de proteger o seu tecido reprodutivo contra infecções, eles comprometem a aptidão da rainha se transferirem patógenos durante o acasalamento. Utilizamos a abelha Apis mellifera e investigamos o curso da infecção do patógeno sexualmente transmissível Nosema apis. Previmos que os machos das abelhas melíferas são suscetíveis, mas protegem seus tecidos reprodutivos de infecções. Nós investigamos os efeitos das infecções por N. apis no intestino médio, nas glândulas acessórias e nos testículos acessórios e quantificamos as consequências da infecção na sobrevivência e fecundidade masculina. Descobrimos que N. apis é capaz de infectar homens e, à medida que as infecções progrediam, impactou significativamente a fertilidade e a sobrevivência em homens mais velhos. Embora confirmemos que os machos são capazes de minimizar as infecções por N. apis em seus tecidos reprodutivos, o parasita está presente na ejaculação de machos mais velhos. Consequentemente, N. apis desenvolveu rotas alternativas para infectar ejaculados com sucesso e ser transmitido sexualmente.

A biologia do acasalamento de formigas eussociais, abelhas e vespas é verdadeiramente espetacular porque as fêmeas reprodutivas (rainhas) copulam apenas durante um breve período no início de suas vidas, quando adquirem e armazenam um suprimento de esperma para toda a vida1,2,3. Como as rainhas nunca reabastecem o esperma mais tarde na vida, o uso e a economia do esperma foram levados a extremos inimitáveis ​​naquelas espécies que mantêm colónias com milhões de operárias3,4,5,6 e/ou sobrevivem no campo durante décadas4,7,8. Para fornecer às rainhas um número suficiente de espermatozoides, os machos dos insetos sociais desenvolveram ejaculações que contêm um grande número de espermatozóides de qualidade excepcionalmente alta . A produção e manutenção de tais ejaculados antes do acasalamento induz custos substanciais para os machos eussociais dos insetos5,10. Pensa-se, portanto, que operam nos seus limites fisiológicos, onde mesmo a mais ligeira perturbação ou alteração no seu ambiente pode comprometer a sua fertilidade11. Além disso, para maximizar o seu potencial reprodutivo, descobriu-se que estes machos investem apenas minimamente na sua sobrevivência somática5,10.

A imunidade dos machos dos insetos sociais também é afetada pela sua genética porque eles se originam de ovos não fertilizados e são animais haploides, o que se supõe aumentar ainda mais sua suscetibilidade aos parasitas . Portanto, é particularmente interessante estudar os desafios imunológicos resultantes de infecções parasitárias em machos de insetos eussociais. O trabalho empírico confirmou que as respostas imunitárias dos machos dos insectos sociais são consistentemente mais baixas do que as das operárias, por exemplo, nas formigas cortadeiras13, nas formigas-da-floresta14 ou nos zangões15. Acredita-se que a suscetibilidade resultante dos machos dos insetos sociais ao parasitismo tenha resultado em uma série de adaptações na história de vida, que reduzem o risco de um macho ser infectado: por exemplo, eles têm uma expectativa de vida curta, são completamente dependentes de trabalhadores e não fornecem qualquer ajuda para sua colônia. No entanto, sabe-se que os insectos sociais hospedam uma série de parasitas, que se espalham facilmente através das suas colónias constituídas por um grande número de indivíduos aparentados, incluindo machos . A susceptibilidade masculina pode, portanto, reduzir a oportunidade de uma colónia controlar infecções e comprometer ainda mais a aptidão da colónia, especialmente se tais infecções reduzirem a fecundidade, a esperança de vida ou a competitividade dos machos. Finalmente, a susceptibilidade masculina também poderia permitir que os agentes patogénicos se espalhassem pelos seus corpos e eventualmente infectassem os seus órgãos reprodutivos. Nesse caso, os agentes patogénicos sexualmente transmissíveis poderiam então infligir custos intergeracionais. Entretanto, as doenças sexualmente transmissíveis e suas consequências não foram estudadas detalhadamente em insetos sociais18,19,20. Aqui levantamos a hipótese de que os machos dos insetos sociais deveriam minimizar o risco de propagação de uma doença às rainhas, protegendo seus tecidos reprodutivos de infecções parasitárias.