Simbiose nutricional e fecundidade na relação entre Wolbachia e um drosofilídeo neotropical

Abstract

Wolbachia é uma bactéria endossimbionte capaz de induzir fenótipos que em geral aumentam o valor adaptativo dos hospedeiros. A equipe do Laboratório de Bioinformática e Evolução monitorou a prevalência de Wolbachia em uma população de Drosophila sturtevanti Duda, 1927 (Diptera: Drosophilidae) em 2015, onde todos os indivíduos coletados estavam infectados. A comparação entre uma linhagem pré e pós-tratamento com antibiótico não revelou os fenótipos que seriam esperados com a alta prevalência da bactéria, como incompatibilidade citoplasmática. Ainda, estes resultados apontaram um aumento da fecundidade das fêmeas pós-tratamento, o que foi interpretado como evidência de um fenótipo que reduz o valor adaptativo dos hospedeiros. Logo, esperava-se redução da prevalência na população, de fato observada em 2019, onde a nova coleta indicou prevalência de 50 %. Em 2022, no entanto, a prevalência foi 75 % evidenciando oscilações temporais. O presente trabalho avaliou se a redução na fecundidade é um padrão da infecção na população de D. sturtevanti e se a disponibilidade de nutrientes modula a oscilação na prevalência através da relação de simbiose nutricional. A fecundidade foi investigada em três linhagens infectadas e três não infectadas, pré e pós-tratamento com antibiótico. Os resultados indicaram não haver qualquer relação entre fecundidade e status da infecção, de modo que ou a penetrância da redução da fecundidade é incompleta, ou outras bactérias, também tratáveis com antibióticos, afetam a fecundidade. Além disso, a viabilidade de larvas e pupas foi verificada em meios de cultura a 100 e 25 %, em uma linhagem infectada e uma naturalmente não infectada para testar a hipótese de que a cepa que infecta D. sturtevanti exerce papel como endossimbionte nutricional. Os resultados obtidos não permitiram concluir sobre tal papel, mas apontaram a estabilização por Wolbachia no desenvolvimento das larvas, reduzindo a mortalidade, por meio da mitigação da toxicidade do meio. Palavras-chave: Disponibilidade nutricional; Drosophila sturtevanti; wStv; toxinas; ovos maduros.Wolbachia is an endosymbiotic bacterium capable of inducing phenotypes that generally increase the adaptive value of hosts. The team from the Laboratório de Bioinformática e Evolução monitored the prevalence of Wolbachia in a population of Drosophila sturtevanti Duda, 1927 (Diptera: Drosophilidae) in 2015, where all collected individuals were infected. The comparison between a pre and post-antibiotic treatment lineage did not reveal the phenotypes that would be expected with the high prevalence of the bacterium, such as cytoplasmic incompatibility. Additionally, these results showed an increase in female fecundity post-treatment, which was interpreted as evidence of a phenotype that reduces the hosts' adaptive value. Consequently, a reduction in prevalence in the population was expected, which was indeed observed in 2019, where the new collection indicated a 50 % prevalence. In 2022, however, the prevalence was 75 %, highlighting temporal fluctuations. The present study evaluated whether the reduction in fecundity is a pattern of infection in the D. sturtevanti population and whether nutrient availability modulates the prevalence oscillation through the nutritional symbiosis relationship. In Chapter 1, fecundity was investigated in three infected and three uninfected lineages, pre and post-antibiotic treatment. The results indicated no relationship between fecundity and infection status, suggesting either incomplete penetrance of the induced phenotype or other bacteria, also treatable with antibiotics, affecting fecundity. In Chapter 2, the viability of larvae and pupae was tested in culture medium at 100 % and 25 %, in an infected lineage and a naturally uninfected one to test the hypothesis that the strain infecting D. sturtevanti acts as a nutritional endosymbiont. The results obtained did not allow a conclusion about such a role but pointed to the possibility that Wolbachia stabilizes larval development by mitigating medium toxicity. Keywords: Nutritional availability; Drosophila sturtevanti; wStv; toxins; mature eggs.