Nem todos os micróbios trazem doenças e desconforto aos animais; na verdade, muitos são muito úteis, ou mesmo essenciais para a sobrevivência. Besouros do gênero Lagria dependem de seus guarda-costas bacterianos simbióticos para o sucesso reprodutivo e, portanto, precisam mantê-los por perto. Esta não é uma questão simples, pois os besouros metamorfoseiam-se completamente durante o seu ciclo de vida, o que significa que os seus tecidos são reorganizados, novos órgãos se desenvolvem e os seus exoesqueletos são eliminados. Tudo isso torna difícil para os micróbios úteis acompanharem a idade adulta do besouro.
As fêmeas dos besouros depositam seus ovos em solo úmido, sob serapilheira, onde os ovos certamente seriam colonizados por fungos que estão presentes entre as folhas em decomposição. Isso levaria à decomposição e morte dos ovos. Em vez disso, uma fêmea carrega várias espécies de bactérias simbióticas nas glândulas próximas ao oviduto e, quando ela põe os ovos, as bactérias são espremidas e cobrem a superfície dos ovos. Essas bactérias produzem vários tipos de substâncias antibióticas que protegem os ovos, e depois as larvas e pupas, da colonização fúngica.
Até agora, no entanto, não foi entendido como as bactérias simbióticas permanecem com a prole do besouro à medida que ela passa pelos estágios de ovo, larva e pupa, de modo que as bactérias estejam presentes nos órgãos reprodutivos da fêmea adulta quando chegar a hora de ela nascer. botar seus próprios ovos. Um novo estudo realizado por investigadores da Alemanha e da Dinamarca identificou agora três bolsas de armazenamento únicas que estão presentes, como mochilas, na superfície dorsal de cada larva e que garantem que as bactérias essenciais são transportadas durante o ciclo de vida.
“Aqui mostramos como um inseto pode manter parceiros microbianos benéficos, apesar dos rearranjos drásticos das estruturas corporais que ocorrem durante a metamorfose”, disse a autora correspondente, Dra. Laura V. Flórez, pesquisadora do Departamento de Ciências Vegetais e Ambientais da Universidade de Copenhague. . “Ao modificar os ‘bolsos’ exclusivos nas costas, Lagria os besouros conseguem manter seus simbiontes protetores e facilitar sua realocação, durante a pupação, para órgãos adultos recém-desenvolvidos.”
Fêmeas de muitos Lagria espécies carregam uma mistura de bactérias benéficas em suas glândulas emparelhadas próximas ao oviduto. Os antibióticos produzidos pelas bactérias protegem os ovos, larvas e pupas dos besouros contra fungos. Em uma das espécies aqui estudadas, L. vilosao maior componente da mistura simbiótica é uma cepa da bactéria Burkholderia chamada Lv-StB, que perdeu os genes e as estruturas celulares para a motilidade e provavelmente não consegue sobreviver por muito tempo fora dos besouros.
Flórez e colegas mostram, em sua publicação na revista Fronteiras em Fisiologiaque L. vilosa e L. hirta as pupas femininas abrigam seus simbiontes principalmente dentro das três bolsas bilobadas na parte de trás do tórax, onde podem ser nutridas pelos besouros. Tais “bolsas traseiras” em larvas e pupas não são conhecidas em nenhum outro inseto. Nas pupas femininas, os simbiontes também se reúnem em um quarto local, entre as cerdas na parte de trás da cabeça. As bolsas são apenas vestigiais nas pupas masculinas e contêm poucos ou nenhum simbionte. Claramente, os machos não têm nenhum papel na postura de ovos e, portanto, não precisam armazenar bactérias úteis para este fim.
“Os simbiontes saem da superfície altamente exposta do ovo para colonizar as bolsas na parte de trás das larvas e pupas. Finalmente, eles terminam em glândulas especializadas associadas ao sistema reprodutivo de mulheres adultas”, resumiu a primeira autora Rebekka S. Janke, estudante de doutorado na Universidade Johannes Gutenberg de Mainz.
Mas como, exatamente, os micróbios passam dos bolsos de armazenamento nas costas da pupa até os órgãos genitais na ponta do abdômen de uma fêmea adulta?
Para responder a esta pergunta, os especialistas espalharam minúsculas esferas fluorescentes, cada uma com apenas 1,0 μm de largura, pela superfície das primeiras pupas. Eles descobriram que, depois que a pupa emergiu, a maioria dessas contas acabou na ponta do abdômen. Os pesquisadores concluem que as contas, como presumivelmente os simbiontes, são arrastadas em direção aos órgãos genitais por fricção durante o processo de emergência. O mecanismo pelo qual os simbiontes colonizam as glândulas acessórias das mulheres ainda não é conhecido.
“Na fase adulta, o principal objetivo dos órgãos simbióticos parece ser permitir a transmissão bem-sucedida para a fase de ovo e para a próxima geração. Como apenas as fêmeas põem ovos, os machos adultos não precisam carregar esses simbiontes potencialmente dispendiosos e são um beco sem saída para as bactérias”, explicou Flórez.
“Para entender melhor como os simbiontes benéficos são transmitidos e mantidos dentro e através das gerações, precisaremos identificar quais fatores hospedeiros e simbiontes regulam o estabelecimento de simbiontes”, disse o co-autor do estudo, Dr. Martin Kaltenpoth. “Por exemplo, o hospedeiro seleciona simbiontes específicos? E através de quais mecanismos os simbiontes imóveis podem colonizar os órgãos simbióticos?”
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Por Alison Bosman, Naturlink Funcionário escritor
