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Vírus BYDW infecta insetos e plantas e altera suas relações para se beneficiar

Um inseto transmite o vírus para o trigo e faz subir a temperatura da planta. O mesmo vírus faz o inseto mais tolerante ao calor, e continuar ativo disputando alimento – favorecendo assim o vírus.

 

Por Júlio Bernardes, Jornal da USP, 9 de abril de 2020

 

Não só entre os animais mamíferos, como morcegos, e nós, humanos, a circulação dos vírus ameaça a saúde e modifica as interações. Uma pesquisa internacional com a participação do Instituto de Biociências (IB) da USP demonstra como esses seres, no limite entre a matéria orgânica e a vida, atuam também em insetos, plantas, e modificam suas relações. Os cientistas  descobriram que os vírus do tipo BYDW – que não infecta humanos – alteram as relações ecológicas entre plantas de trigo e os insetos que sugam sua seiva. Os BYDW são transmitidos por afídeos, pequenos insetos conhecidos como pulgões ou piolhos de planta. Eles provocam a elevação de temperatura em pés de trigo e ao mesmo tempo tornam o piolho da cerejeira-brava (Rhopalosiphum padi) mais resistente a temperaturas elevadas. Assim, o piolho da cerejeira-brava passa a evitar as áreas mais frias da planta de trigo, que são dominadas por insetos maiores, e se alimenta nas partes mais altas e quentes da planta.

Carlos Arturo Navas Iannini:  estudos de relação entre organismos e ambiente em condições extremas – Foto: Marcos Santos / USP Imagens

Navas Iannini explica que os vírus de plantas do tipo BYDW são transmitidos meio de afídeos como os pulgões e os piolhos de planta, insetos que se alimentam da seiva que sugam das espécies vegetais. “É comum a temperatura das plantas variar ao longo do dia, assim como algumas partes serem mais quentes ou frias do que outras”, conta. “Por meio de experimentos usando a técnica de termografia (que produz imagens com cores associados a diferentes temperaturas), constatou-se que os pés de trigo infectados pelo vírus registravam um aumento de até 2 graus Celsius (oC), na temperatura da superfície, que é onde os insetos retiram a seiva com a boca, que tem forma tubular.”As conclusões do estudo são apresentadas em artigo publicado pela revista científica Nature Communications em março. A pesquisa foi coordenada pela pesquisadora Mitzy Porras, do Departamento de Entomologia da Pennsylvania State University (Estados Unidos), e contou com a colaboração de laboratórios nos Estados Unidos, Brasil, Colômbia e França, além da participação de indústrias. “Nosso envolvimento no estudo se deve às pesquisas que desenvolvemos sobre as relações entre os organismos e o meio ambiente, especialmente em condições extremas, como calor ou frio excessivos”, conta o professor Carlos Arturo Navas Iannini, do IB, um dos autores do artigo.

 

Tolerância ao calor

Normalmente, as regiões das plantas de trigo com temperatura mais moderada são ocupadas por insetos maiores, como o pulgão do milho (Rhopalosiphum maidis), deixando pouco espaço para espécies de tamanho mais reduzido, caso do piolho da cerejeira-brava (Rhopalosiphum padi). “Durante a pesquisa, os testes mostraram que o piolho da cerejeira-brava era mais tolerante ao calor, o que o tornava mais competitivo em relação ao pulgão do milho, pois conseguia ficar em lugares mais altos e mais quentes da planta”, relata o professor. “Posteriormente, descobriu-se que os vírus BYDW que infeccionam os piolhos de cerejeira-brava torna-os mais resistentes a choques térmicos.”

De acordo com Navas Iannini, o aumento de resiliência acontece porque os vírus, uma vez no inseto, podem ativar genes que regulam a produção de um tipo de proteínas conhecidas por proteger tecidos de choque termal. “Essas proteínas, uma vez expressadas, permitem a exposição dos insetos a temperaturas acima do normal”, destaca. “Assim como os impactos variam entre espécies, a infecção viral altera as relações ecológicas entre insetos, e também entre insetos e plantas. Apesar de elevar a temperatura superficial do trigo, ela também torna o piolho da cerejeira- brava mais competitivo na disputa por alimento com outras espécies de insetos.”

O professor aponta que, durante um período significativo da história da humanidade, microorganismos como bactérias e vírus foram vistos de forma negativa. “O avanço das pesquisas provocou uma reviravolta nesse conceito, mostrando que a relação entre os microorganismos e outros seres vivos é bastante complexa”, afirma. “Há muitos resultados demonstrando essa relação no caso das bactérias, porém os estudos com vírus apenas recentemente demonstraram a capacidade das infecções provocarem reações fisiológicas que aumentam a resistência a condições ambientais extremas, o que acaba por afetar também as relações ecológicas”.

As pesquisas com o trigo poderão servir de base para novos estudos sobre o papel dos vírus nas interações ecológicas entre insetos e espécies de plantas com interesse agrícola, como a soja, destaca Navas Iannini. “Está é uma linha de pesquisa muito recente, porém os resultados vêm sendo surpreendentes”, conclui. O artigo “Enhanced heat tolerance of viral-infected aphids leads to niche expansion and reduced interspecific competition”, publicado pela Nature Communications em 4 de março, é assinado por Mitzy, Navas Iannini, James Marden, Mark Mescher, Consuelo de Moraes, Sylvain Pincebourde, Andrés Sandoval Mojica, Juan Raygoza Garay, German Holguin, Edwin Rajotte e Tomás Carlo.

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