Figura: Fungo no regime ótimo rico em aminoácidos (no canto superior esquerdo), formigas não infectadas escolhendo um regime rico em açúcar (no canto superior direito), formigas infectadas escolhendo o regime ótimo do fungo rico em aminoácidos (no centro), formiga injetada com células de fungo inerte (no canto inferior direito).
© Sergio Ibarra & Audrey Dussutour
A nutrição é um fator importante que influencia as interações hospedeiro-parasita. Uma infecção parasitária tem um custo nutricional para o hospedeiro pois a ativação da resposta imunológica para se defender contra um parasita é custosa em aminoácidos (blocos construtores das proteínas). O hospedeiro, portanto, poderia buscar adaptar suas escolhas alimentares a fim de compensar essas necessidades de aminoácidos. O parasita, por outro lado, tem necessidades nutricionais próprias. Poderia, assim, ser inclinado a manipular o comportamento do hospedeiro direcionando-o para fontes de alimento que lhe sejam benéficas.
Neste estudo, os cientistas investigaram o papel da nutrição em um sistema hospedeiro-parasita: a formiga argentina, Linepithema humile, e o fungo entomopatogênico, Metarhizium brunneum.
Necessidades nutricionais do fungo
As necessidades nutricionais dos parasitas são pouco conhecidas porque é muitas vezes difícil mantê-los fora de seu hospedeiro. Primeiramente, os cientistas buscaram identificar o regime ótimo do fungo cultivando-o em 18 regimes alimentares de composições diferentes (AA:S) em aminoácidos (AA) e açúcar (S), de um regime contendo metade da quantidade de açúcar que de aminoácido (2:1) a um regime com duzentas vezes mais açúcar que aminoácidos (1:199). Eles estabeleceram que o fungo maximiza seu crescimento e reprodução em um regime relativamente rico em aminoácidos (1:4).
Para ver se o fungo é capaz de recompor esse regime ótimo para seu crescimento a partir de dois regimes desequilibrados mas complementares, eles ofereceram ao fungo a escolha entre: um regime muito rico em aminoácidos (2:1) e um regime muito rico em açúcar (1:199).
Eles constataram que o fungo é capaz de satisfazer suas necessidades nutricionais e maximizar seu crescimento, revelando sua capacidade de enfrentar desafios nutricionais complexos, mesmo sem possuir um sistema nervoso.
Necessidades nutricionais das formigas
Em um estudo anterior, os cientistas haviam demonstrado que as formigas argentinas vivem menos tempo em regimes ricos em aminoácidos. Neste estudo, eles avaliaram a sobrevivência de formigas infectadas e não infectadas em dois regimes alimentares: um regime rico em açúcar (1:199) e o regime ótimo do fungo (1:4).
Os cientistas confirmaram que o regime ótimo do fungo, mais rico em aminoácidos, reduz drasticamente a expectativa de vida das formigas não infectadas em comparação com um regime rico em açúcar (1:199). No entanto, eles demonstraram que a expectativa de vida das formigas infectadas diminui em resposta à infecção, mas não é afetada pelo regime alimentar, com as formigas infectadas vivendo tanto em um regime rico em açúcar como no regime ótimo do fungo.
A hipótese dos cientistas é que no regime ótimo do fungo, a toxicidade dos aminoácidos é neutralizada por sua utilização na resposta imunológica.
Uma escolha coletiva pelo regime ótimo do fungo
Em seguida, os cientistas quiseram saber qual seria a escolha alimentar de colônias de formigas infectadas e não infectadas frente a um regime rico em açúcar (1:199) e o regime ótimo do fungo (1:4). Eles revelaram que as colônias não infectadas escolhem o regime rico em açúcar, enquanto as colônias de formigas infectadas escolhem o regime ótimo do fungo, mesmo que a porcentagem de formigas infectadas na colônia represente apenas 10% da colônia.
Quem decide: a formiga ou o fungo?
Finalmente, para saber se a escolha alimentar das colônias de formigas infectadas é o resultado de uma manipulação do fungo para maximizar seu crescimento ou de uma compensação nutricional das formigas para cobrir os custos energéticos em aminoácidos da resposta imunológica, as autoras induziram uma resposta imunológica nas formigas na ausência do parasita. Para isso, injetaram as formigas com células de fungo inerte. Elas demonstraram que essa injeção e a infecção parasitária levam ambas à superexpressão de genes envolvidos na resposta imunológica.
Elas então revelaram que as formigas injetadas com células de fungo inerte escolhem o regime ótimo do fungo, assim como as formigas infectadas. Esses resultados atestam que as formigas parasitadas escolhem o regime ótimo do fungo para fortalecer seu sistema imunológico e não em resposta a uma manipulação pelo fungo. Este estudo revela, portanto, uma forma de automedicação coletiva. De fato, as formigas infectadas escolhem coletivamente um regime que tem um custo a longo prazo para a sobrevivência das formigas não infectadas mas que é benéfico a curto prazo para a resposta imunológica das formigas infectadas.
Referência:
Csata E, Pérez-Escudero A, Laury E, Leitner H, Latil G, Heinze J, Simpson SJ, Cremer S, Dussutour A.
Infecção fúngica altera a ingestão nutricional coletiva das colônias de formigas
Current Biology.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.cub.2024.01.017