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O canibalismo pode diminuir a doença espalhada em alguma espécie

O canibalismo pode ser apenas o que o doutor pediu, de acordo com um estudo novo que seja publicado no naturalista americano conduzido pelo pesquisador pos-doctoral anterior de LSU e pelo University of California, San Diego actual, ou UCSD, pesquisador pos-doctoral Benjamin Van Allen, junto com outros indivíduos no laboratório de Bret Elderd em LSU e no laboratório de Volker Rudolf em Rice University.

O departamento de LSU do professor adjunto Bret Elderd das ciências biológicas investiga como os vários factores afectam a transmissão da doença nos insectos, particularmente nos Lepidoptera, um pedido dos insectos que inclua borboletas e traças. Com seu grupo do laboratório, Elderd olha como os factores que incluem os produtos químicos protectores produzidos pelas plantas que os insectos comem e mudanças na temperatura podem acelerar ou umedecer a propagação da doença. Estudando estes e outros factores, o trabalho de Elderd pode ajudar outros pesquisadores a criar bioinsecticides a favor do meio ambiente para proteger colheitas como feijões de soja, por exemplo. Mas Van Allen, Elderd e os colegas estão encontrando que o canibalismo pode ser um factor understudied na propagação da doença.

Elderd conduzia recentemente experiências campo-baseadas com as lagartas do armyworm de queda, ou frugiperda de Spodoptera, a fase larval da vida da traça do armyworm de queda, para imitar e estudar a propagação de um baculovirus letal neste lepidóptero quando observou algo estranho.

As experiências envolveram encerrar plantas individuais nos sacos da malha, liberando larvas doentes nos sacos para contaminar a planta com um vírus e depois da propagação da doença enquanto os indivíduos saudáveis consomem a planta e conseqüentemente o vírus. No fim destas experiências, quando Elderd e seu grupo do laboratório recolhiam larvas saudáveis das plantas e as transportavam de volta ao laboratório para estudar mais pròxima como a doença tinha espalhado, foram executado no que estava primeiramente simplesmente em um problema irritante. Elderd e seus colegas estavam retornando do campo com os sacos completos de armyworms de queda metade-comidos.

“Com os armyworms de queda, nós perderíamos uma grande parcela de um número de amostras que nós transportamos de volta ao laboratório porque quando as larvas se aproximaram se durante o transporte, começaram comer um outro,” Elderd dissemos. “Eu comecei maldizer minha sorte para conduzir estes estudos com estes erros do dang que se comeriam.”

No início, Elderd considerou transportar-se a uma espécie diferente de insecto para continuar sua pesquisa. Mas ao longo do tempo, começou questionar se, um pouco do que sendo simplesmente um incômodo a suas experiências de campo, o canibalismo entre armyworms servia uma finalidade mais grande.

O “canibalismo é ubíquo na natureza,” Elderd disse. “Uma espécie canibal comerá prontamente outro de suas próprias espécies, ou o conspecifics. Mas o canibalismo foi considerado por muito tempo como uma aberração quando ocorreu em qualquer espécie. Isto pode ser relacionado à polarização em como nós observamos o canibalismo na natureza. Enquanto as densidades populacionais aumentam, a propagação do canibalismo e da doença pode igualmente aumentar. Desde que o canibalismo pode aumento nas populações afetadas por uma manifestação da doença, nós tendemos a associar o canibalismo em uma população com a propagação da doença.”

Alertado por sua pesquisa sobre manifestações da doença nas lagartas, Van Allen, Elderd e os colegas investigaram em trabalhos publicados no canibalismo e na doença, e desenvolveram modelos teóricos para a interacção entre o canibalismo e a doença através do reino animal. Os pesquisadores encontraram que, ao contrário de sua natureza do tabu, o canibalismo pode ser vantajoso.

“Um canibal que comesse uma vítima encontrou essencialmente “a refeição perfeita, “” Elderd disse. “Se eu sou um canibal, minha rapina tem todas as relações e micronutrientes da proteína que eu preciso, porque são essencialmente mim. A desvantagem, contudo, é que minha vítima é igualmente o anfitrião perfeito para toda a série dos micróbios patogénicos ou dos parasita que igualmente gostariam de se deleitar em mim. O pensamento aqui é que eu não devo ser canibal porque eu tenho uma probabilidade alta de contratar uma doença particular se eu alimento em um organismo de minha própria espécie.”

Este comportamento arriscado e frequentemente desvantajoso difundiu-se a pesquisa biológica por muitos anos, com o pensamento que o canibalismo pode amparar a propagação da doença através de uma população. Um estudo publicou apenas esta semana em destaques da ecologia & da evolução da natureza como algumas plantas produzem os produtos químicos defensivos que podem alertar os insectos que alimentam neles para se tornar mais canibais. Este estudo mostra como o canibalismo pode ter conseqüências importantes e pode conduzir interacções entre espécies, Elderd disse, mas a desvantagem preliminar em termos do canibalismo está sendo comida ainda, não necessariamente sendo o canibal. Usando modelos teóricos e exemplos através do reino animal, Elderd e seu grupo de investigação mostram em seu papel americano novo do naturalista que o canibalismo não é sempre desvantajoso para os canibal. O canibalismo pode de facto diminuir a propagação da doença e impedir manifestações da doença em algumas espécies.

“Nós estamos lançando o paradigma, a propósito do canibalismo,” Elderd disse.

E faz o sentido, se olhado da perspectiva de uma população suscetível às manifestações da doença.

“Que doença quer realmente fazer é reproduzir,” Elderd disse. “Diga que eu estou com a gripe. Para anthropomorphize este vírus, quer idealmente espalhar a mais do que apenas outra uma pessoa. Em nosso papel, nós exploramos a ideia que se eu tenho uma doença e um outro organismo de minha própria espécie me come, todo o micróbio patogénico ou parasita que eu tiver estão espalhados somente outro a um indivíduo. Uma manifestação exigiria transferência desse micróbio patogénico ou parasita aos indivíduos múltiplos, não apenas outro um canibal.”

O canibalismo é por si só um mecanismo deficiente para a propagação da doença, disse o estudo autor Ben Van Allen. Quando um canibal come um indivíduo saudável, mata um anfitrião futuro potencial para a doença, que é igualmente ruim para a doença. Quando um canibal come um indivíduo contaminado, há sempre a possibilidade que um indivíduo canibal nem sequer travará um parasita ou contrata uma doença que sua rapina tem, que faz o canibalismo especialmente perigoso da perspectiva dos parasita, Elderd disse.

“Há uma possibilidade que uma doença pôde essencialmente se tornar extinto dentro de uma população com tal canibalismo cara-a-cara, a menos que mais de um indivíduo se deleitar em vítimas, e mesmo então a doença deve espalhar a mais de um canibal mais frequentemente do que espalha a nenhuns,” Elderd disse. Volker Rudolf, um dos co-autores americanos do estudo do naturalista, props originalmente esta ideia.

Quando uma lagarta individual se torna doente com este vírus, seu crescimento stunted. Os indivíduos doentes terminam acima ser menores e mais fáceis para que os indivíduos saudáveis consumam, ou cannibalize.

“O que nós mostramos em nosso papel é que se estas lagartas se tornam canibais e se consomem menor, indivíduos doentes na população, a transmissão deste vírus através da população é reduzida,” Elderd disse.

O papel igualmente contrasta a prática agrícola humana de seleccionar rebanhos animais para remover os indivíduos doentes e para impedir a propagação da doença, por exemplo no caso das manifestações da pé-e-boca nos rebanhos animais, ao canibalismo. Despeja que o canibalismo pode ser distante mais eficaz em seleccionar indivíduos doentes de uma população.

“Seleccionar é conseguida tipicamente removendo os indivíduos doentes em uma taxa constante,” Elderd disse. O “canibalismo, contudo, aumenta enquanto você aumenta o tamanho da população. Para uma manifestação da doença, você não precisa somente de ter indivíduos doentes, mas igualmente um grande número indivíduos potencial suscetíveis para a doença à propagação a. O canibalismo pode bater uma população abaixo do número do ponto inicial de indivíduos suscetíveis necessários para que uma manifestação ocorra e ser mantido.”

Elderd descreve este estudo como uma investigação matemática-baseada e teórica do canibalismo. O passo seguinte está conduzindo experiências campo-baseadas para demonstrar empìrica estas ideias.

“Nós não o incluímos neste papel, mas nós temos a exibição empírica do trabalho que nossas teorias guardaram a água,” Elderd dissemos.

Usar-se experimenta no sistema do armyworm de queda, o grupo de Elderd encontrou que o canibalismo diminui a taxa de propagação da doença. Em outros sistemas, há uma evidência observacional que o canibalismo impede a propagação da doença.

“Em alguma espécie, matrizes cannibalize seus jovens para remover ervas daninhas para fora do doente e fraco, assegurando taxas de sobrevivência mais altas para a prole saudável,” Elderd disse. “Mas não houve muita pesquisa empírica para suportar estas observações.”

Elderd e seus colegas forneceram uma primeira etapa para a evidência empírica de exactamente como o canibalismo afecta a doença espalhada em populações do insecto. Quando houver os parasita que podem tirar proveito do canibalismo indirectamente explorando fendas no ciclo de vida do anfitrião, o trabalho de Van Allen sugere que pelo menos para algumas populações, o canibalismo possa ser apenas o que o doutor pediu.