Nidification strategies and disease risk in necrophagous Scarabaeinae

Abstract

Decomposition of carcasses releases large amount of nutrients and moisture into the ground. These nutrients attract many consumers and promote microbial growth. Besides feeding, many insects use carcasses for breeding. As carcasses are environments full of microorganisms, these insects must have defensive strategies to avoid or minimize the threats, such as the risk of infection, that arise from exploiting this resource. Little attention has been given to the selective pressures posed by entomopathogens and opportunistic microbes present in this environment on necrophagous insects such as a number of Scarabaeinae beetles. Thus, we evaluated the effect of the carcass decomposition over opportunistic microorganisms and potential entomopathogens. We show that decomposition increases the abundance and activity of these microorganisms, decreasing the longevity of beetle larvae placed in contact with the soil near to the carcass. These results highlight the probabilities of infection in exploiting carcasses. Thus, it is possible that reallocating food far away from the carcass may be a defensive behaviour as much against competitors (as previously proposed) as against infection risk (as indicated here). Additionally, we studied the abdominal glands of the paracoprid Scarabaeinae Coprophanaeus (Megaphanaeus) bellicosus (Olivier 1789), due to their elaborated nidification behaviour. Female C. bellicosus construct a deep nest, collect and prepare the food for their offspring, modelling it in an ovoid mass covered by a bulky soil layer, supposedly using abdominal secretions. The class-3 exocrine gland cells present in the abdomen of these beetles produce a proteinaceous secretion with no antibiotic activity. This latter result may explain the energetic investment in the nest construction in a safe place, far from the carcass, and extremely deep in the soil.

A decomposição de carcaças libera grande quantidade de nutrientes e umidade no solo. Esses nutrientes atraem muitos consumidores e promovem o crescimento microbiano. Além de se alimentar, muitos insetos usam as carcaças para reprodução. Como carcaças são ambientes repletos de microrganismos, esses insetos devem ter estratégias defensivas para evitar ou minimizar as ameaças, como o risco de infecção, que emerge da exploração deste recurso. Pouca atenção tem sido dada às pressões seletivas exercidas pelos entomopatógenos e micróbios oportunistas presentes nesse ambiente nos insetos necrófagos, como muitos besouros Scarabaeinae. Assim, nós avaliamos o efeito da decomposição da carcaça sobre microrganismos oportunistas e potenciais entomopatógenos. Nós mostramos que a decomposição aumenta a abundância e atividade desses microrganismos, diminuindo a longevidade de larvas de besouros colocadas em contato com o solo próximo à carcaça. Esses resultados destacam as probabilidades de infecção ao explorar carcaças. Assim, é possível que realocar alimento para longe da carcaça pode ser um comportamento defensivo tanto contra competidores (como anteriormente proposto) quanto contra o risco de infecção (como indicado aqui). Adicionalmente, nós estudamos as glândulas abdominais do Scarabaeinae paracoprídeo Coprophanaeus (Megaphanaeus) bellicosus (Olivier 1789), devido ao seu comportamento de nidificação elaborado. A fêmea de C. bellicosus constroi um ninho profundo, coleta e prepara o alimento para sua prole, modelando-o em uma massa ovoide coberta por uma grossa camada de solo, supostamente usando secreções abdominais. As células glandulares exócrinas da classe 3 presentes no abdomen desses besouros produzem uma secreção protéica sem atividade antibacteriana. Esse último resultado pode explicar o investimento energético na contrução de ninhos em um local seguro, longe da carcaça e extremamente profundos no solo.