O microbioma da abelha pode lutar contra os fungos que causam o transtorno de colapso das colônias

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As doenças fúngicas recebem menos atenção do que merecem.

Eles são uma das principais causas de insegurança alimentar e perdas econômicas para os produtores de alimentos. Grandes proporções de safras de plantas básicas, como trigo e batata, são perdidas todos os anos devido a doenças.

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Da mesma forma, as infecções fúngicas ameaçam a produção de mel nas abelhas, matando um grande número de animais e provavelmente contribuem para o Transtorno de Colapso da Colônia (CCD).

A atividade humana geralmente determina a distância e a rapidez com que um fungo se espalhará, porque transportamos safras e rebanhos por longas distâncias e amontoamos enormes populações de uma única espécie.

As abelhas

A situação das abelhas é um exemplo perfeito. No primeiro episódio da série “Rotten” da Netflix, as abelhas dos Estados Unidos são transportadas em massa a cada primavera para a Califórnia, onde polinizam a enorme colheita de amêndoas.

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Juntar tantas abelhas torna a disseminação de patógenos e doenças inevitável, e os apicultores de todo o país perderam colméias como resultado.

Os fungos podem infectar colmeias já estressadas e causar doenças em larvas e pupas. É possível tratar colmeias com fungicidas, mas os patógenos estão se tornando resistentes.

Além disso, os fungicidas químicos podem muitas vezes matar micróbios úteis porque são indiscriminados e podem até mesmo prejudicar as abelhas diretamente.

Os pesticidas são frequentemente citados como contribuintes do CCD, embora haja muita discordância e controvérsia sobre esse ponto. Independentemente disso, precisamos desesperadamente de alternativas aos pesticidas químicos.

Em um trabalho publicado recentemente no site de pré-impressão bioRxiv, os cientistas mostram como a Bombella apis, uma bactéria que comumente reside em colmeias, pode ajudar ativamente a proteger as abelhas contra infecções fúngicas.

Em vez de borrifar qualquer produto químico sintético em uma colmeia, essas bactérias parecem secretar seus próprios antifúngicos pessoais.

O controle biológico – ou biocontrole – é o uso de organismos vivos para proteger plantas ou animais contra pragas e patógenos. O biocontrole para proteger as plantas agrícolas é uma ideia bem estabelecida.

A introdução do pássaro mynah da Índia para as Ilha

s Maurício no século 18 é um exemplo inicial, pois os pássaros mantiveram as populações de gafanhotos, protegendo as plantações.

Alguns sugerem que o biocontrole também foi usado já em 4000 anos atrás no Egito, quando os gatos foram domesticados para caçar ratos necrófagos, e na China antiga, onde as formigas eram usadas para controlar populações de pragas cítricas.

B. apis pode inibir o crescimento de dois patógenos fúngicos comuns, incluindo um que infecta 70 por cento de todas as espécies de insetos conhecidas

Na era moderna, a ecologista Rachel Carson observou em Silent Spring que a bactéria Bacillus tinha sido usada para matar larvas de traça da farinha na Alemanha em 1911 e para controlar populações de besouros japoneses no leste dos Estados Unidos no final dos anos 1930.

Funcionalidade

As bactérias são parte integrante de muitas tecnologias de biocontrole recentemente desenvolvidas, e a pesquisa mostra que podemos desenvolver o biocontrole bacteriano para ajudar as abelhas a resistir a doenças fúngicas.

B. apis é uma bactéria encontrada nas colmeias das abelhas, e

 

specialmente nos depósitos de néctar e geleia real, e nos pequenos quartos chamados células onde vivem as larvas.

Os cientistas da Universidade de Indiana realmente amam as

abelhas e estão trabalhando muito para entender o papel do microbioma da abelha europeia.

Trabalhos anteriores indicaram que a presença de B. apis está correlacionada com o aumento da resistência às infecções fúngicas Nosema desagradáveis ​​que devastaram colmeias de abelhas em todo o mundo. Isso sugere que a bactéria tem um efeito protetor.

No novo estudo, uma equipe liderada por Irene Newton mostrou que B. apis pode inibir o crescimento de dois patógenos fúngicos comuns, Beauveria bass

iana, que infecta 70 por cento de todas as espécies de insetos conhecidas e é realmente usado como um inseticida biológico para matar insetos herbívoros como ácaros, e o patógeno mais relevante.

Aspergillus flavus, que tem como alvo a cria das abelhas e também pode infectar plantas cultivadas. Quando B. apis foi cultivado junto com qual

quer um dos fungos – o que os microbiologistas chamam de co-cultura – os fungos foram severamente prejudicados na capacidade de formar esporos.

a bee against bright yellow honeycomb
Foto: (reprodução/ internet)

Os autores sugerem que isso não apenas reduz a ocorrência de infecção e doença entre as abelhas da colmeia, mas também pode reduzir a probabilidade de as abelhas que saem em busca de alimento espalharem a infecção para outra colmeia ou outros insetos.

A proteção oferecida pela B. apis às abelhas torna-a uma candidata sólida ao biocontrole. A população de B. apis dentro de uma colmeia pode ser aumentada ao entregar mais células bacterianas em uma solução de açúcar da qual as abelhas se alimentam.

Soluções de açúcar / xarope são usadas rotineiramente pelos apicultores para

complementar a dieta das abelhas que lutam para coletar néctar suficiente durante o inverno.

Na verdade, as bactérias vivas nem são necessárias para esse efeito protetor, de acordo com o estudo. As moléculas que a bactéria secreta podem ser coletadas e, por si mesmas, apresentam o mesmo efeito antifúngico observado durante os experimentos de co-cultura.

Isso é interessante do ponto de vista do entendimento da fisiologia de B. apis, pois confirma que as moléculas antifúngicas são secretadas por células bacterianas. As moléculas são provavelmente policetídeos, uma classe conhecida de antifúngicos envolvidos em outras relações simbióticas que conferem resistência a pragas.

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É possível que essas moléculas secretadas possam ser aplicadas diretamente na colmeia de forma concentrada, para ajudar quando uma colmeia está sob ameaça.

Podemos usar a biotecnologia moderna para aumentar o efeito protetor inato das bactérias simbióticas

Essas descobertas complementam um estudo recente da Universidade do Texas, onde pesquisadores projetaram a bactéria Snodgrassella alvi do microbioma da abelha para melhorar drasticamente as defesas das abelhas contra o vírus DWV, que causa asas deformadas e incapacidade de voar, e ácaros Varroa, ambos fortemente implicado no colapso da colônia.

O ácaro foi especialmente responsabilizado por perdas devastadoras na população de abelhas dos Estados Unidos.

As bactérias S. alvi modificadas foram pulverizadas em uma colmeia em uma solução de açúcar, então as abelhas levaram as novas espécies bacterianas para seus intestinos.

De acordo com esse estudo, a bactéria induz uma resposta imune da abelha que mata os ácaros e bloqueia a infecção viral. O resultado foi um grande aumento na taxa de sobrevivência de abelhas infestadas de ácaros e uma redução impressionante nas mortes causadas pelo vírus.

O estudo do Texas mostra que podemos usar a biotecnologia moderna para aumentar o efeito protetor inato das bactérias simbióticas. Mas a investigação de Indiana sublinha que ainda existem algumas interações entre micróbios que ocorrem naturalmente que ainda não entendemos totalmente, mas que afetam a forma como devemos gerenciar nossos ecossistemas alimentares.

Agora sabemos que B. apis tem um claro efeito benéfico para as abelhas, portanto, os compostos antimicrobianos adicionados a uma colmeia para combater a infecção devem ser escolhidos com cuidado para evitar danos à população benéfica de B. apis.

Não se espera que o biocontrole substitua inteiramente os fungicidas químicos, mas os especialistas acreditam que pode ser parte de uma abordagem de manejo integrado de pragas para a produção sustentável de alimentos, junto com a promoção da biodiversidade e redução da perda de habitat para os animais e micróbios que mantêm os ecossistemas funcionando.

Perderemos muito mais do que mel se as colônias continuarem a entrar em colapso.

Traduzido e editado por equipe Isto é Interessante 

Fonte: Massive Science

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