Competição entre populações de Sitophilus zeamais Motschulsky (Coleoptera: Curculionidae) resistente e susceptível a piretróides

Abstract

Estudos sobre evolução da resistência a inseticidas geralmente associam esse fenômeno a um custo adaptativo ao indivíduo. O pleno conhecimento dos mecanismos que regulam estes custos, possibilita o desenvolvimento de estratégias de controle que podem vir a ser utilizadas no manejo integrado de pragas. Logo, o objetivo deste trabalho foi verificar se a resistência a inseticidas em populações de Sitophilus zeamais (Motschulsky) incorre em desfavorecimento adaptativo na ausência de inseticidas. Foram realizados dois experimentos de competição nesse estudo. Em um experimento, indivíduos resistentes e provenientes da população de Jacarezinho foram submetidos a competição com indivúdos susceptíveis por três gerações consecutivas na ausência de inseticidas. O delineamento experimental utilizado foi do tipo fatorial bivariada obtida da expansão de uma série aditiva com dois níveis de densidade inicial de insetos (baixa densidade = 50 indivíduos de uma das populações e série crescente da outra população; e alta densidade = 100 indivíduos de uma das populações e série crescente da outra população). No segundo experimento, as condições experimentais são idênticas ao primeiro experimento, apenas com uma única diferença; que era a procedência dos indivíduos resistentes. Indivíduos resistentes provenientes da população de Juiz de Fora foram utilizados no segundo experimento. O número total de indivíduos, a mortalidade ocasionada por deltametrina, massa corpórea e taxa respirométrica da população foram os parâmetros utilizados para a verificação da existência de custo adaptativo em ambos experimentos. Os resultados de competição obtidos neste estudo, apontam para a existência de diferentes padrões populacionais de expressão da resistência a inseticidas. Indivíduos resistentes e provenientes da população de Jacarezinho contribuem semelhantemente aos indivíduos susceptíveis para a constituição da população resultante da competição. Já os indivíduos susceptíveis quando submetidos a competição com indivíduos provenientes da população de Juiz de Fora, apresentaram melhor performance de desenvolvimento do que os indivíduos resistentes. Logo, a expressão da resistência a inseticidas na população de Jacarezinho, parece ser uma característica já fixada na população, onde a produção dos aparatos de defesa contra piretróides já não mais incorrem em desfavorecimento adaptativo. Entretanto, o desfavorecimento adaptativo dos indivíduos resistentes provenientes da população de Juiz de Fora, provê suporte para a hipótese de que a alocação de energia para produção dos mecanismos de defesa a inseticidas, nesta população, estaria desfavorecendo a demanda de energia necessária para os processos relacionados à manutenção e reprodução dos indivíduos. Portanto, a adoção de estratégias de manejo que se baseiem apenas na interrupção de uso de inseticidas piretróides visando o retorno de aplicações destes inseticidas no futuro, podem não surtir os efeitos esperados em determinadas populações desta praga (por exemplo, a população de Jacarezinho). Isto porque, mesmo passado um determinado período de tempo, as populações resistentes desta praga podem ainda se manter como tais.

Studies on insecticide resistance evolution usually associate this phenomenon with an adaptative cost to the individual carrying this trait. The overall knowledge on mechanisms that regulate the expression of this adaptative costs on resistant insects contribute to development of tatics that can be used on insect pest manegement. Therefore, our objective was to verify if insecticide resistance in populations of Sitophilus zeamais Motschulsky incurs in fitness cost under an insecticide-free environment. Two competition experiments were carried out on this study. On the first experiment, resistant individuals and originated from population of Jacarezinho was submitted to competition condition with susceptible individuals for three consecutive generations in the absence of insecticide. A factorial bivariated derivated from an additive series was used in the experimental design with two initial density levels (lower, with 50 individuals of one population and a crescent series of individuals from 0 to 50 from the other population; and higher, with 100 individuals of a population and a crescent series of individuals from 0 to 100 from the other). On the second experiment, all the competition conditions is similar to the first experiment, except to the provenience of the resistant individuals. On this experiment, the resistant individuals used were originated from Juiz de Fora population. The total number of adult insects, mortality by deltamethrin, insect body mass and respiration rate for each treatment were recorded to verify which phenotype prevails. Based on the obtained competition results, there were differents populations patterns on insecticide resistance expression. Resistant individuals originated from Jacarezinho showed similar contribution to constitution of competition resultant population. However, the susceptible individual showed better development performance than resistant individuals originated to Juiz de Fora population when submitted to competition conditions in the absence insecticide. So, the expression of insecticide resistance on population originated to Jacarezinho seems to be a fixed characteristic without any kind of cost associated. In the other hand, the adaptative disadvantage on Juiz de Fora population give supports to the hypotheses of energetic investments on insecticides resistance mechanisms expression prejudice the investments on other important physiological process, like maintenance and reproduction. This finding brings about practical complications for insecticide resistance management in this species because management strategies based on the interruption of pyrethroid use aiming their future reintroduction may not achieve the desired effects. This may take place because even after a long period without insecticide use, some resistant populations (like Jacarezinho) may still maintain themselves as such since there is no perceptible adaptative disadvantage associated with this trait.