Introdução
A bactéria Wolbachia infecta uma grande variedade de artrópodes. Após infectar um hospedeiro, a infecção bacteriana é passada às gerações seguintes pela linhagem materna, impactando a dinâmica reprodutiva do hospedeiro. Uma das consequências da infecção por Wolbachia é a morte preferencial de machos, denominada de “Male-Killing”.
A infecção de Male-killing Wolbachia nas fêmeas da mosca-da-fruta Drosophila innubila resulta na morte de toda a sua prole masculina, resultando assim em uma coorte só de fêmeas (Figura 1). Devido à alta frequência deste tipo de infecção na natureza, cientistas investigaram as possíveis vantagens que o processo de male-killing poderia proporcionar ao hospedeiro. Em um estudo experimental, Unckless & Jaenike (2011) descobriram que as filhas sobreviventes (e infectadas) das moscas fêmeas infectadas se beneficiam da morte de seus irmãos através de alguma forma de compensação de fitness (por exemplo, realocação de recursos). Dessa forma, a infecção por Wolbachia na população de moscas da fruta poderia aumentar a fecundidade das moscas fêmeas quando estas estão privadas de nutrientes. Esse processo é benéfico também para a Wolbachia, pois garante a transmissão de mãe para filha da infecção.
Espera-se que a interação entre fêmeas infectadas e saudáveis com machos saudáveis possa levar a diferentes cenários populacionais nas moscas das frutas. Em um extremo, a infecção por “Male-Killing” Wolbachia pode levar ao colapso de todo o sistema devido à morte frequente dos machos; no outro, hospedeiros infectados e não infectados por Wolbachia podem coexistir. No entanto, as condições que levam ao colapso do sistema ou à coexistência populacional são pouco compreendidas.
Tarefa do grupo
Proponha um modelo matemático que descreva a dinâmica da população de moscas infectadas por Wolbachia. Use seu modelo para elucidar pelo menos um destes aspectos da dinâmica:
- Investigue a resposta do sistema à graus diferentes de herança materna da infecção por MK Wolbachia. Como a população hospedeira infectada pode se estabelecer e dominar?
- Foi proposto que as infecções por Wolbachia podem levar a um aumento na fecundidade. De acordo com seu modelo, em que situações fêmeas infectadas e não infectadas coexistem?
- Em que circunstâncias a infecção por MK Wolbachia pode levar ao colapso do sistema?
Referências
Sullivan, J., & Jaenike, J. (2006). Male-killing Wolbachia and male mate choice: a test with Drosophila innubila. Evolutionary Ecology Research, 8(1), 91-102.
Unckless, R. L., & Jaenike, J. (2011). Maintenance of a male-killing Wolbachia in Drosophila innubila by male-killing dependent and male-killing independent mechanisms. Evolution, 66(3), 678–689.
