Os besouros Lagria desenvolveram características físicas incomuns para proteger sua progênie:pequenas invaginações nas costas das larvas são habitadas por bactérias defensivas.
Como mostrado em um novo estudo, as bactérias simbióticas protegem os besouros de fungos patogênicos durante seu desenvolvimento e também durante a fase de muda, quando são particularmente vulneráveis.

"Os besouros Lagria encontraram uma maneira de prevenir infecções fúngicas prejudiciais e garantir a sobrevivência de seus descendentes", disse Rebekka Janke, da Universidade Johannes Gutenberg Mainz (JGU). Como parte de sua pesquisa de tese de doutorado, ela examinou a interação de simbiontes e besouros sob a supervisão da Dra. Laura Flórez, que agora trabalha como pesquisadora na Universidade de Copenhague, e do professor Martin Kaltenpoth, diretor do Instituto Max Planck de Ecologia Química .

Parceiros de cooperação em Jena e no Brasil também estiveram envolvidos no trabalho de pesquisa.

Burkholderia gladioli coloniza bolsas nas costas das larvas de Lagria

Para invertebrados como besouros, a cutícula, a dura armadura de quitina com uma capa fina e repelente de água, é a primeira e mais importante linha de defesa contra predadores e patógenos. No entanto, também pode servir como habitat para simbiontes microbianos.

Os pesquisadores já haviam descoberto no início do século 20 que as larvas de Lagria hirta tinham três pequenos bolsos nas costas cheios de bactérias. Cerca de 100 anos depois, o professor Martin Kaltenpoth e a Dra. Laura Flórez mostraram que as fêmeas da espécie Lagria villosa espremem as bactérias simbióticas enquanto põem ovos. Essas bactérias protegem seus ovos de infecções fúngicas no solo úmido. Ovos sem essa defesa fornecida pela bactéria Burkholderia gladioli foram invadidos por fungos de mofo.

Em seu último trabalho publicado no The ISME Journal , a equipe de pesquisa mostra que os simbiontes bacterianos de Lagria villosa habitam as invaginações nas costas dos insetos durante todo o desenvolvimento larval e que esses pequenos bolsões permanecem abertos para o exterior através de um canal estreito. Além disso, as bolsas não são eliminadas durante a muda das larvas, mas permanecem intactas durante todo o desenvolvimento larval.

“Durante a muda, alguns dos simbiontes são liberados na superfície das larvas, onde fornecem proteção contra infecções fúngicas nesta fase crítica”, acrescentou o professor Martin Kaltenpoth. Lagria villosa são besouros Lagriinae que se originaram na África e vêm proliferando na América do Sul desde sua introdução na década de 1970. Eles completam sete estágios larvais com estágios de muda correspondentes antes de se tornarem pupa e, posteriormente, emergem da pupa como um inseto adulto.

Burkholderia cepa Lv-StB e composto antifúngico lagriamida verificado

Para futuras investigações, Rebekka Janke coletou amostras de todas as fases da vida dos besouros de campos no Brasil para uma análise aprofundada junto com seus colegas de pesquisa. Os resultados revelaram que a cepa simbionte Lv-StB de Burkholderia gladioli, que é vital para a proteção durante o estágio de ovo, também é a principal defensora dos estágios de desenvolvimento subsequentes.

A cepa Burkholderia produz um composto antifúngico chamado lagriamida, que é encontrado em todos os estágios, ou seja, na superfície dos ovos, larvas, pupas e também no interior das cutículas mudadas. Outra investigação revelou que os simbiontes estiveram presentes durante as fases larvais em ambos os sexos, macho e fêmea. Durante a pupação, as fêmeas retêm os simbiontes para transmissão para a próxima geração, enquanto os títulos diminuem nos machos.

"A remoção desses auxiliares bacterianos prejudica significativamente a probabilidade de sobrevivência das larvas jovens assim que são expostas a fungos patogênicos", afirmou a Dra. Laura Flórez. Embora o processo de muda possa contribuir para a remoção de invasores prejudiciais da cutícula dos insetos, durante esse período a larva também é roubada de sua camada protetora e, portanto, mais suscetível à infecção.

“Os besouros de Lagria encontraram uma maneira de contornar o problema criando bolsas no invólucro protetor em suas costas, que permanecem intactas mesmo após repetidas mudanças de muda”, explicou Flórez.

A pesquisa é publicada no The ISME Journal e se baseia em pesquisas anteriores publicadas em Frontiers in Physiology . + Explorar mais

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