Wolbachia, a bactéria 'feminista radical'

Wolbachia (marcada com corante verde) no ovário de um mosquito Aedes aegypti. Via eliminatedengue.com

Na minha pesquisa estudamos a distribuição de bactérias como a Wolbachia em artrópodos, especialmente insetos. O motivo pelo qual a escolhemos é que ela é capaz de manipular a reprodução de seus hospedeiros, de formas que vão do parasitismo (vantagem da bactéria com desvantagem do hospedeiro) ao mutualismo (vantagem mútua). A evolução de uma relação ecológica desarmônica para uma harmônica (e vice-versa), que se vê na relação dessa bactéria com artrópodos, é um assunto muito interessante que envolve quase toda a vida como a conhecemos, pois está por trás da origem de todas as células eucarióticas (como são as nossas próprias células). A melhor explicação para a existência de organelas como as mitocôndrias e os plastídeos (incluindo cloroplastos) na enorme variedade de organismos eucariontes de hoje é que, no passado, entre seus ancestrais unicelulares, os ancestrais dessas organelas, que também tinham vida livre, eram comidos vivos pelas células maiores ou as parasitavam (ou seja, havia relação ecológica desarmônica). Hoje todos os protozoários, animais, plantas e fungos não vivem sem suas mitocôndrias - a relação evoluiu de desarmônica para mutualismo, e do mutualismo para a completa fusão. Há algo de elegante em ver uma briga de bilhões de anos atrás se tornar 'amor', e o 'amor' se tornar uma união indissolúvel. 

A Wolbachia faz algo similar ao que fizeram as bactérias ancestrais imediatas das mitocôndrias bilhões de anos atrás: ela vive dentro das células. Gosta especialmente de habitar óvulos (ovócitos), pois são seu principal veículo para sobrevivência ao longo das gerações dos artrópodos que infecta. E por isso, como estratégia de sobrevivência e reprodução, Wolbachia desenvolveu manipulações do sexo de muitos dos seus hospedeiros. A bactéria é capaz de*:

- Feminizar embriões geneticamente machos, ou seja, transexualizar machos em fêmeas. Isso foi observado em algumas espécies de tatuzinhos-de-jardim (que são crustáceos), cigarrinhas (Hemiptera) e borboletas. Em algumas vespas, além disso, a presença da bactéria acoplada ao estresse térmico gera indivíduos com variadas misturas de características femininas com características masculinas. Algumas borboletas, quando curadas da presença de Wolbachia através de antibióticos, manifestam também uma mistura de características sexuais e morrem na hora de sair do casulo.

- Induzir a concepção virginal, ou seja, a reprodução assexuada em que fêmeas geram filhotes sem precisar de sexo com machos, o que é conhecido como partenogênese telitóquica. Wolbachia faz isso com algumas espécies de vespas, ácaros e tripes (esses últimos são da ordem Thysanoptera). Sem Wolbachia algumas espécies de vespas não conseguem nem produzir óvulos.

- Infanticídio de machos, ou seja, a bactéria pode matar embriões machos e poupar as fêmeas. Isso foi descrito em alguns besouros, moscas, pseudoescorpiões e borboletas. Parece que isso acontece mais em espécies em que irmãos competem por recursos - Wolbachia dá seu empurrãozinho para a vantagem das fêmeas sobre os machos, matando os machos.

- Impedir machos infectados de se reproduzirem com fêmeas não infectadas. Apesar de parecer um absurdo a bactéria impedir sua própria propagação dessa forma, a explicação para isso está na racionália do gene egoísta: ao diminuir o sucesso reprodutivo de fêmeas não infectadas, essas bactérias estão beneficiando suas irmãs que estão nas fêmeas infectadas. Por isso, para a continuidade dos genes das bactérias, não é desvantagem que as que estão nesses machos infectados estejam essencialmente na mesma posição dos músicos conformados do Titanic: se sacrificando pelo bem de seus pares. Além disso, linhagens diferentes de Wolbachia podem competir entre si, impedindo que machos infectados com uma linhagem A se reproduzam com fêmeas infectadas com outra linhagem B. Esse impedimento à reprodução é chamado de incompatibilidade citoplasmática, a primeira forma (macho infectado, fêmea não infectada) é unidirecional, a segunda (macho e fêmea infectados com linhagens diferentes) é bidirecional. A incompabilidade citoplasmática causada por Wolbachia foi descrita em alguns ácaros, besouros, moscas, hemípteros, vespas, tatuzinhos-de-jardim, borboletas/mariposas e ortópteros. Quem gosta de evolução deve estar especialmente empolgado com essa manipulação, pois, como sabemos, o aparecimento de barreiras reprodutivas é um dos fatores que leva à origem de novas espécies. Nós testamos, por exemplo, se há uma correlação entre a incidência de Wolbachia e o número de espécies em grupos de besouros - a correlação existe, mas é estatisticamente fraca.**

Não sabemos ao certo se é por causa dessas manipulações reprodutivas, mas nossa pesquisa** mostrou que mais da metade (52%, com margem de erro entre 48 e 57%) das espécies de artrópodos terrestres estão infectadas com Wolbachia. Além disso, Wolbachia também infecta alguns vermes, inclusive filárias causadoras da elefantíase. Poderemos chegar a tratamentos para verminoses e a novas formas de controle de zoonoses trasmitidas por mosquitos através dessa que é a bactéria mais misândrica e feminista radical de todas: em se tratando de aracnídeos, crustáceos e insetos terrestres, para a Wolbachia, quanto mais fêmeas e menos machos, melhor.

_____ * Werren, J. H., Baldo, L., & Clark, M. E. (2008). Wolbachia: master manipulators of invertebrate biology. Nature Reviews Microbiology, 6(10), 741–751. http://doi.org/10.1038/nrmicro1969. Algumas informações dadas estão em outras fontes.

** Weinert, L. A., Araujo-Jnr, E. V., Ahmed, M. Z., & Welch, J. J. (2015). The incidence of bacterial endosymbionts in terrestrial arthropods. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 282(1807), 20150249–20150249. http://doi.org/10.1098/rspb.2015.0249