E não, não são estes clones.



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Pulgões ou afídeos são insetos bem interessantes. Se alimentam de seiva vegetal (água com açúcar, vida boa) introduzindo sua probócide, um canudinho formado pelas suas peças bucais, os estiletes.

Agora eu quero, agora não. 

pulgao_reproduzindo.jpgEste estilo de vida sedentário, uma vez que o pulgão tem que continuar parado para sugar a seiva, gerou um estilo de vida único neste inseto. A maioria dos pulgões é fêmea. Uma vez que elas se estelecem em um local, se reproduzem assexuadamente, produzindo clones (como na figura da esquerda) no processo chamado partenogênese, em um ritmo frenético. Acompanhe o ciclo de vida no vídeo da BBC na continuação do post.

Quando as condições começam a mudar, seja por falta de alimento, presença de predadores, ou mesmo o fim de uma estação, as fêmeas começam a produzir machos e fêmeas alados, que partem para novos locais e fazem reprodução sexuada. Trata-se de uma recriação do que deve ter motivado o surgimento do sexo entre os organismos: se as condições estão boas, clonagem é uma estratégia rápida e barata, que produz o que está fazendo sucesso; se o ambiente começa a mudar, reprodução sexuada é a solução para gerar a diversidade necessária em um ambiente em mudança. [1]

Mas vamos ao que interessa, o que andar em turmas de clones permite aos pulgões, e o poder dos suicidas.



Ciclo de vida dos pulgões.

Não mexa com a minha turma

pulgao_soldado.jpg 
Soldados de Tuberaphis styraci atacando a larva de um neuroptera. [fonte]

Ao se clonarem, os pulgões produzem verdadeiras colônias. Em algumas
espécies, ocorre a formação de castas, como formigas em um formigueiro,
com pulgões soldados que fazem a defesa do grupo.

Na espécie Tuberaphis styraci, os soldados produzem uma proteína própria, a
catepsina B, uma enzima capaz de digerir proteínas. Quando a colônia é ameaçada, eles atacam o agressor (como a larva azarada acima) com seus
estiletes e injetam veneno, que entre outras coisas contém a protease.

A catepsina B só é produzida pelos soldados, o que reforça seu papel de
veneno. Proteases são comuns em venenos animais, como nas cobras, e o
gene da catepsina B do Tuberaphis styraci
mostrou estar sob seleção positiva, isto é, a evolução tem favorecido
genes que são diferentes. Reflexo de uma função nova e importante, o
mesmo que encontramos em proteases de cobras. A seleção negativa, oposto da seleção
positiva,
é o que acontece com nossas histonas,
proteínas que enrolam o DNA, que quase não variam entre todos seres
vivos, no melhor esquema não mexa no que já funciona.
[2]

Reformando o puxadinho – que reboco é esse?

galha_de_eucalipto.jpg
Galhas em folha de eucalipto ©Fir0002

A espécie Nipponaphis monzeni é
capaz de formas galhas nas folhas das plantas. As galhas são tecidos vegetais induzidos por substâncias produzidas por
parasitas como vírus, fungos ou  insetos. As galhas induzidas pelos
pulgões são estruturas esféricas, fechadas, dentro das quais eles se
alimentam protegidos de predadores e do clima, como estas aí de cima. Caso haja um dano na galha, quanto antes ele for
reparado, melhor.

Enquanto outros pulgões conseguem incentivar o reparo da galha, o N. monzeni faz
isso da maneira mais drástica. O reparo é feito com os fluídos
corporais dos soldados. Isso mesmo, soldados são sacrificados no entorno
dos machucados e a hemolinfa
deles promove a regeneração – uma estratégia de deixar o muro de corpos dos espartanos de 300 no chinelo.
Logo depois que a hemolinfa é usada para selar os buracos, ela
endurece. Com o tempo, o tecido vegetal volta a crescer naquele
local, cobrindo completamente a região machucada.

Nas galhas onde não
houve reparo, em 92% dos casos as colônias dentro delas morreu. Já nas
reparadas apenas 18% morreram. Sinal de que o suicídio dos soldados não foi
nem um pouco em vão.
A essa altura você pode estar se perguntando qual a recompensa pelos
suicídios. Simples, lembre-se que a colônia é formada por clones. Os
soldados são geneticamente idênticos aos membros que estão protegendo,
e que vão continuar crescendo e se reproduzindo dentro da galha. Mais
ou menos como a cauda que a lagartixa deixa para trás para fugir de um
predador. Morrem alguns mas os gametas continuam. [3]

Suicidas bomba

larva_comendo.jpg
Larva de joaninha atacando pulgões.

O Brevicoryne brassicae ou pulgão da couve, como o próprio
nome diz, se alimenta de Brassicáceas, plantas como a couve,
couve-flor, brócolis e outros decendentes da mostarda selvagem. Todas
estas plantas produzem tioglicosídeos, substâncias
que dão aquele gosto picante do tempero (claro que a mostarda produz
mais). Elas são degradadas por uma enzima chamada mirosinase.

Quando um
predador, como uma lagarta, começa a se alimentar de uma folha, a
planta expressa mirosinase no local. Isso dispara uma reação forte e
rápida, que transforma o tioglicosídeo (inofensivo por si só) em
moléculas tóxicas como o isotiocianato. Uma surpresa bem desagradável
chamada de bomba de óleo tóxica. Dessa forma, as toxinas só são
produzidas no local do ataque.

O pulgão da couve também produz uma mirosinase, nos músculos da cabeça
e do tórax, mas completamente diferente da da planta. O substrato,
tioglicosídeos como a sinigrina, eles adquirem da dieta e armazenam na
hemolinfa ao longo da vida. Com isso, estão reproduzindo a defesa da
planta: guardam o precursor em seus tecidos e a enzima que os converte
em substâncias tóxicas nos músculos, sem que eles entrem em contato.

Quando alguém devora um pulgão, como a larva de joaninha acima, ele
morre, mas seus músculos se rompem e liberam a mirosinase que ataca os isotiocianatos. Eles são voláteis, que
além de sinalizar para os vizinhos, são extremamente tóxicos e matam o
predador. Quando os pulgões foram alimentados com uma dieta contendo 1%
de sinigrina, todas larvas de joaninha que comeram eles morreram, em comparação com
nenhuma das que se alimentaram de pulgões sem sinigrina.

Mas houve uma diferença. A mortalidade das larvas só foi grande quando elas comeram o Brevicoryne brassicae
sem asas (alimentados com sinigrina). Ao comerem pulgões com asas, só
20% das larvas morreram. O que ocorre é que, enquanto os afídeos sem
asas passam a vida toda acumulando tioglicosídeos, os alados deixam de
acumular assim que se tornam adultos. Parecem haver dois motivos, o
acúmulos destas substâncias tóxicas deve ter um custo metabólico bem
alto para os insetos, e as asas também são custosas, logo ou se tem um,
ou outro. E os animais alados já têm o vôo como estratégia de defesa, em comparação com os outros que não podem fazer muito. E é bem mais eficiente voar do que ser comido para evitar predação.

E qual a vantagem de matar o predador depois que você já foi comido? De novo, os outros pulgões que sobraram são clones, carregam os mesmos
genes. Logo, quando um deles é comido, mas produz sua bomba de óleo
tóxico e mata a joaninha, garante a continuação de seus genes em todos
os outros sobreviventes. [4]

Pulgões suicidas são a síntese do autruímso por parentesco, onde proteger os seus semelhantes é proteger o seu material genético.

Fonte:

Not Exactly Rocket Science

[1]
Weisser, Wolfgang W, Christian Braendle, e Nicole Minoretti. “Predator-induced morphological shift in the pea aphid.” Proceedings of the Royal Society of London. Series B: Biological Sciences 266, no. 1424 (Junho 7, 1999): 1175-1181. DOI: 10.1098/rspb.1999.0760 (acesso livre)

[2] Kutsukake, Mayako, Harunobu Shibao, Naruo Nikoh, Mizue Morioka, Tomohiro Tamura, Tamotsu Hoshino, Satoru Ohgiya, e Takema Fukatsu. “Venomous protease of aphid soldier for colony defense.” Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 101, no. 31 (2004): 11338-11343. DOI: 10.1073/pnas.0402462101 (pdf)

[3] Kutsukake, M., Shibao, H., Uematsu, K., & Fukatsu, T. (2009). Scab formation and wound healing of plant tissue by soldier aphid Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 276 (1662), 1555-1563 DOI: 10.1098/rspb.2008.1628

[4] Kazana, E., Pope, T., Tibbles, L., Bridges, M., Pickett, J., Bones, A., Powell, G., & Rossiter, J. (2007). The cabbage aphid: a walking mustard oil bomb Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 274 (1623), 2271-2277 DOI: 10.1098/rspb.2007.0237 (acesso livre)

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