Distorção da proporção sexual induzida por Spiroplasma, um agente androcida, em Drosophila
Ayana de Brito Martins
DISSERTAÇÃO
Português
T/UNICAMP M366d
[Sex-ratio distortion induced by Spiroplasma, a male-killing agent, in Drosophila]
Campinas, SP : [s.n.], 2010.
61f. : il.
Orientador: Louis Bernard Klaczko
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia
Resumo: Elementos citoplasmáticos egoístas (ECEs) sao bactérias que apresentam transmissão predominantemente vertical e se mantém na população hospedeira através do aumento relativo da produção de fêmeas infectadas. Nesses casos a seleção natural favorece mecanismos de manipulação da reprodução do...
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Resumo: Elementos citoplasmáticos egoístas (ECEs) sao bactérias que apresentam transmissão predominantemente vertical e se mantém na população hospedeira através do aumento relativo da produção de fêmeas infectadas. Nesses casos a seleção natural favorece mecanismos de manipulação da reprodução do hospedeiro (feminização, partenogênese, mortalidade precoce de machos e incompatibilidade citoplasmática) e, por isso, os ECEs sao denominados parasitas reprodutivos. A mortalidade precoce de machos (em inglês early male-killing) refere-se a morte da prole masculina devida a presença de um ECE e seus agentes causadores sao denominados agentes androcidas. No caso de indutores de feminizarão, partenogênese e incompatibilidade citoplasmática, o próprio mecanismo de manipulação resulta no aumento relativo na produção de fêmeas infectadas, o que pode explicar a manutencao desses elementos na população hospedeira. Entretanto, para agentes androcidas, o mecanismo de manipulação não resulta automaticamente no aumento da produção de fêmeas infectadas. Uma das hipóteses para explicar a manutencao de agentes androcidas e a realocação de recursos: a morte precoce dos machos libera recursos preferencialmente para as suas irmãs. Dado que não sao conhecidos os mecanismos que explicam a manutencao de agentes androcidas em espécies de Drosophila, este mestrado teve como objetivos estimar a prevalência de agentes androcidas em populações de D. melanogaster e analisar fatores que podem estar envolvidos com a manutencao desses agentes nessas populações: (i) presença de outros organismos transmitidos verticalmente; (ii) evidencias de realocação de recursos em populações naturais e em linhagens no laboratório; e (iii) efeitos em diferentes componentes do valor adaptativo. A prevalência do fenótipo androcida em populações de D. melanogaster, estimada pela contagem de proles, variou entre próxima a 0 e 17,7% e esteve fortemente associada a presença de Spiroplasma, detectada por PCR. As razoes sexuais das proles de fêmeas infectadas foram heterogêneas, o que sugere variação na expressão do fenótipo androcida. Não foi detectada associação entre o agente androcida Spiroplasma e Wolbachia, outro ECE que coinfecta populações de D. melanogaster. Foram encontradas evidencias consistentes com a hipótese de realocação de recursos em D. melanogaster: (i) em experimentos no laboratório, fêmeas infectadas por agente androcida apresentaram menor tempo de desenvolvimento do que fêmeas não infectadas; (ii) e fêmeas do campo infectadas produziram mais filhas em um repique de quatro dias no laboratório. Não houve diferença na produção de filhas entre fêmeas infectadas e não infectadas de uma estirpe padrão do laboratório. E possível que o efeito de Spiroplasma em populações naturais esteja associado a composição genética da população hospedeira.
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Abstract: Selfish cytoplasmic elements (SCEs) are maternally inherited bacteria which increase the net production of infected females. Due to a genetic conflict between the SCE and the host genomes, different mechanisms of reproductive manipulation (feminization, parthenogenesis, male-killing and...
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Abstract: Selfish cytoplasmic elements (SCEs) are maternally inherited bacteria which increase the net production of infected females. Due to a genetic conflict between the SCE and the host genomes, different mechanisms of reproductive manipulation (feminization, parthenogenesis, male-killing and cytoplasmic incompatibility) are favored through natural selection. For feminization, parthenogenesis and cytoplasmic incompatibility, the reproductive manipulation by itself results in a greater net production of daughters by the infected females, which may explain the persistence of these elements in the host population. However, this net difference does not hold for male-killer infected and uninfected females. One of the mechanisms that has been proposed to explain the adaptiveness of the male-killing trait is the resource reallocation from dead males to female hosts. Considering that it is still unclear how male-killers persist in Drosophila populations, the present study aimed to assess the male-killer prevalence in D. melanogaster populations and to analyze different factors which may explain their persistence in these population: (i) interaction with other vertically transmitted elements; (ii) evidence supporting the resource release hypothesis in natural populations and in laboratory strains; and (iii) direct fitness effects. The incidence of the male-killing phenotype in D. melanogaster, obtained counting the laboratory raised broods of collected females, ranged from close to 0 to 17.7% and was strongly associated with Spiroplasma infection, assessed by PCR. The sex ratio of female biased trains
had a bimodal distribution which suggests variation in the expression of the male-killing phenotype. No evidence of positive or negative interaction between male-killing Spiroplasma and Wolbachia (other SCE coinfecting D. melanogaster) infections was found. We found evidence consistent with the resource reallocation hypothesis in D. melanogaster: (i) infected females had a shorter generation time in laboratory experiments; (ii) and field females produced more daughters in their first brood in the laboratory. No difference in number of daughter was detected between infected and uninfected females in an experiment using flies from a standard laboratory strain. The effect of male-killing Spiroplasma in natural populations may be conditioned to the host's genetic background.
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had a bimodal distribution which suggests variation in the expression of the male-killing phenotype. No evidence of positive or negative interaction between male-killing Spiroplasma and Wolbachia (other SCE coinfecting D. melanogaster) infections was found. We found evidence consistent with the resource reallocation hypothesis in D. melanogaster: (i) infected females had a shorter generation time in laboratory experiments; (ii) and field females produced more daughters in their first brood in the laboratory. No difference in number of daughter was detected between infected and uninfected females in an experiment using flies from a standard laboratory strain. The effect of male-killing Spiroplasma in natural populations may be conditioned to the host's genetic background.
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