INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS DA AMAZÔNIA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOLOGIA DE ÁGUA DOCE E PESCA INTERIOR
Manipulação e interação parasitária em organismos aquáticos amazônicos: adaptações e estratégias
Camila Saraiva dos Anjos
Manaus, Amazonas
Junho de 2022
Manipulação e interação parasitária em organismos aquáticos amazônicos:
adaptações e estratégias
Orientador: Dr. Jansen Zuanon Coorientador: Dr. Robert Poulin
Tese apresentada ao Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (INPA) como parte dos requisitos para obtenção do título de Doutora em Ciências Biológicas (Biologia de Água Doce e Pesca Interior).
Manaus, Amazonas Junho, 2022
Catalogação na Publicação (CIP-Brasil)
A599m A599m Anjos, Camila Saraiva dos
Manipulação e interação parasitária em organismos aquáticos amazônicos:
adaptações e estratégias. / Camila Saraiva dos Anjos; orientador: Jansen Alfredo Sampaio Zuanon; coorientador Robert Poulin; - Manaus: [s. l.], 2022.
6 MB
230 p. : il. color.
Tese (Doutorado - Programa de Pós-Graduação em Biologia de Água Doce e Pesca Interior) - Coordenação do Programa de Pós-Graduação, INPA, 2022.
1. Fecundidade. 2. Acuidade visual. I. Zuanon, Jansen Alfredo Sampaio. II.
Poulin, Robert . III. Título
CDD 591.785 7
Sinopse:
Parasitos impõem custos e causam danos a seus hospedeiros, utilizando-se, em muitos casos, de estratégias manipulatórias para atingir seu sucesso. Entre as inúmeras táticas conhecidas, aquelas que interferem na morfologia, fisiologia e comportamento podem atingir diretamente o hospedeiro e refletir na sua população. Organismos aquáticos amazônicos são sujeitos a inúmeras interações com parasitos manipuladores, mas tais relações não estão bem elucidadas para a região. Nesta Tese, relatamos as interações entre dois parasitos heteroxenos e uma espécie de peixe que habita lagos várzea, e entre um parasito monoxeno e girinos de uma espécie de anuro encontrado em igarapés, ambas interferindo de diferentes formas em aspectos da história de vida de seus hospedeiros.
Palavras-chave: Parasitismo, ciclo de vida, interação, ecologia parasitária.
Dedico esta Tese à minha mãe Circe, à minha “mãedrinha” Maria da Graça e meus queridos irmãos, como forma de agradecimento a todo orgulho, ensinamentos, incentivos, ajudas e pelo amor doado durante toda a minha vida.
Ao Delmar dos Anjos que por pouco não teve a chance de celebrar esta conquista.
Agradecimentos
Agradeço a todas as pessoas que contribuíram de alguma forma para a conquista desta Tese.
Em especial à minha mãe Circe, minha dinda Graça, minha irmã Samanta, mulheres fortes e lutadoras a quem devo minha inspiração, respeito, formação pessoal e intelectual; meus irmãos Diego e Cassiano, resilientes, resistentes, inspiradores e companheiros; vocês são como nossas mães, guerreir@s e positiv@s! Meu querido marido Fabiano por todo incentivo, ajuda técnica, científica, braçal, pessoal, paterna e por todo amor doado. Você é especial, além de ser uma pessoa maravilhosa. Minha filha Melissa, e “meu filho” Gabriel, por toda inspiração e força para continuar… Que um dia esta Tese os inspire também. Às minhas queridas famílias de sangue e de união, por todo incentivo e amor.
Meus orientadores Drs. Jansen Zuanon e Robert Poulin por todos os ensinamentos e tempo doados ao longo da minha caminhada científica, principalmente quando este tempo parecia ser impossível. Jansen agradeço muito por todo ensinamento, toda ajuda nos campos e laboratório, pelas discussões intelectuais, oportunidades e confiança. Você é espetacular! Dr.
Robert Poulin, grata por ter me aceitado quando a pandemia ainda não havia tornado todo o projeto de doutorado sanduíche impossível. Agradeço pela gentileza, pelas dicas e por toda ajuda.
Nágila Zuchi, Mariana Tolentino, Franciele Souza, Eurizângela Dary, Marina Carmona e Daniele Campos, grata por terem compartilhado todos bons e maus momentos desses anos comigo. Zuka, grata por ter organizado tudo sempre e por ser parceira demais; Mari, grata por toda companhia, parceria e praticidade; Fran, grata por sempre dar um jeito em tudo e ser fiel;
Euri, grata por viajar com as minhas ideias e topar sempre; Mamá, grata por toda disposição e cuidado; Dani grata por toda serenidade e paz interior. A amizade de vocês não tem preço!
Franciele Souza, Gabrielle Costa, Eurizângela Dary, Nágila Zuchi, Daniele Campos, Brenda Oliveira, Eline Souza, Marina Carmona, Akemi Shibuya, Wisley Pereira, Fabiano Emmert, Douglas Bastos, Gabriel Borba, Cassiano Saraiva, Gabriel dos Anjos, Mariana Tolentino por toda ajuda braçal, intelectual e artística que fizeram esta Tese possível.
Grata Zú, Mari, Euri, Dani Campos, Cléber, Fran, Mamá, Cris, Thaty, Sérginho, Gabrilim, Doug, Titic’s e Mandrake por estarem sempre de prontidão! A vida de doutoranda foi muito
mais fácil com vocês ao meu lado. Grata pela amizade e todo resto que ela acompanha!
Às Dras. Sidinéia Amadio, Cláudia de Deus e Cristhiana Röpke, e aos Drs. Wallice Duncan e José Celso Malta, por todo tempo doado e imprescindível ajuda técnica.
Aos queridos Seu Rai, Arnóbio, Seu Zé, Paula Guarido, Danilo Castanho, Hélio dos Anjos, Luciano Emmert, Rodrigo Geroni, Timni Vieira, pescadores, colegas que passaram pela bancada, salinha, laboratórios e amigos de vida. Grata pelas dicas, ajuda, conversas e ideias.
Às agências de fomento: CNPq, pela bolsa de doutorado, pela bolsa de produtividade de Jansen Zuanon e pelos financiamentos concedidos aos projetos Igarapés e PELD; FAPEAM pelo financiamento dos projetos UNIVERSAL, PELD, pelo auxílio PAMEQ e pelo apoio financeiro concedido ao BADPI/INPA; CAPES pelo apoio financeiro concedido ao BADPI/INPA.
Ao Projeto Dinâmica Biológica de Fragmentos Florestais (PDBFF), DSER/ INPA (bases Ducke e Catalão) e ao Curso de Biologia de Água Doce e Pesca Interior e INPA pelo apoio logístico.
Ao Laboratório de Morfologia Funcional da UFAM, Laboratório de Ecologia Comportamental e Evolutiva (INPA) pelo espaço e material, ao Laboratório de Sementes (INPA), ao Laboratório de Biologia Molecular da Embrapa Amazônia Oriental pelo processamento das amostras para energia; À Coleção de Peixes pelo uso do Raio-X; ao Laboratório Temático de Microscopia e Nanotecnologia do INPA, pela utilização dos equipamentos e pela ajuda prestada, principalmente ao Lucas. Grata por sempre achar um tempo e dar um jeito para que eu conseguisse trabalhar!
Dra. Izildinha Miranda, vovó dinha... Agradeço imensamente por ter cuidado com muito carinho e amor da minha pequena Melissa na reta final desta Tese. Minha querida vizinha e amiga Betânia, que com muito cuidado trazia deliciosas marmitas para a Mel. Podem ter certeza de que teria sido possível, mas muito mais difícil sem a grande ajuda e disposição de vocês.
Enfim, ao tempo que permitiu que minha mãe Circe Saraiva dos Anjos, mesmo com sua memória afetada, pudesse saber que tem uma filha doutora em Biologia (como ela sempre teve orgulho em dizer!). No fundo, tudo sempre foi para ela... e graças a ela!
“Ah! O amor...”
Resumo
Os parasitos exploram o hospedeiro como habitat ou como fonte de recursos metabólicos, dependendo dele para sobreviver, impondo custos, causando danos e utilizando, em muitos casos, estratégias manipulativas para alcançar seu sucesso. No entanto, pouco se sabe como a infecção/infestação parasitária interfere na sobrevivência individual, aptidão e comportamento dos organismos aquáticos na Amazônia central. Nesta Tese, investigamos se dois parasitos que possuem ciclos de vida complexos influenciam as interações predador- presa e a história de vida de seu hospedeiro, o peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris.
Também avaliamos se um ectoparasito branquíuro interfere na história de vida de girinos de Boana geographica, apresentando especificidade para este hospedeiro. Realizamos amostragens de hospedeiros e parasitos ao longo do tempo, bem como análises alimentar, histológicas, avaliações de fecundidade e de alocação de energia para melhor compreender a interação de A. falcirostris com os trematódeos Austrodiplostomum compactum e Bellumcorpus majus. Nossos resultados demonstram que os olhos dos peixes sofrem danos que, em alguns casos, resultam em ruptura retiniana e catarata, mas que aparentemente não interferem no bem-estar dos indivíduos; e que a presença dos parasitos ou das doenças oculares não interferem na escolha das presas pelos peixes. Quando presente nas gônadas de A. falcirostris, B. majus danifica o tecido e diminui a fecundidade das fêmeas. Por outro lado, para compreender a interação entre os girinos de B. geographica e o ectoparasito Argulus sp., realizamos experimentos de sobrevivência e especificidade parasitária.
Observamos que Argulus sp. interfere na história de vida dos girinos, afetando o crescimento, forrageamento e a sobrevivência, mas não o comportamento de agrupamento. Vimos também que os girinos de B. geographica aparentemente são os únicos hospedeiros de Argulus sp. em ambiente natural, mas em ambiente confinado, aderem a outros hospedeiros oferecidos, migrando para B. geographica com o passar dos dias. Ressaltamos que as interações parasito-hospedeiro são complexas e sua compreensão pode contribuir com elementos essenciais para a elucidação de estratégias evolutivas que geram e mantêm a biodiversidade em ambientes aquáticos. No entanto, as possíveis formas de manipulação parasitária permanecem pouco compreendidas na região amazônica, representando uma das maiores fronteiras de exploração do conhecimento biológico e ecológico no bioma.
Palavras-chave: Lago Catalão; igarapés; Argulus; Austrodiplostomum compactum;
Bellumcorpus majus; Acestrorhynchus falcirostris; Boana geographica.
Abstract
Parasites exploit the host as a habitat or as a source of metabolic resources, depending on it to survive, imposing costs, causing damage, and using, in many cases, manipulative strategies to achieve their success. However, little is known about how parasitic infection/infestation interferes with the individual survival, fitness, and behavior of aquatic organisms in Central Amazonia. In this thesis, we investigated whether two parasites that have complex life cycles influence predator-prey interactions and the life history of their host, the piscivorous fish Acestrorhynchus falcirostris. We also evaluated whether a branchiuran ectoparasite interferes in the life history of tadpoles of Boana geographica, presenting specificity for this host. We performed host and parasite sampling over time, as well as food analysis, histology, fecundity, and energy allocation assessments to better understand the interaction of A. falcirostris with the trematodes Austrodiplostomum compactum and Bellumcorpus majus. Our results demonstrate that fish eyes suffer damage that, in some cases, results in retinal rupture and cataract, which do not interfere with the individuals' well-being; and that the presence of parasites or eye diseases do not interfere with the choice of prey by the fish. When present in the gonads of A. falcirostris, B. majus damages tissue and decreases female fecundity. On the other hand, we performed experiments on survival and parasite specificity to understand the interaction between the tadpoles of B. geographica and the ectoparasite Argulus sp. We observed that Argulus sp.
interferes with the life history of tadpoles, affecting growth, foraging, and survival, but not its schooling behaviour. We also found that the tadpoles of B. geographica are apparently the only hosts of Argulus sp. in its natural environment, but in a confined environment, they adhere to alternative hosts, migrating to B. geographica as the days go. We emphasize that the parasite-host interactions are complex, and their understanding can contribute to essential elements for elucidating evolutionary strategies that generate and maintain biodiversity in aquatic environments. However, the possible forms of parasitic manipulation remain poorly understood in the Amazon region, representing one of the greatest frontiers of exploring biological and ecological knowledge in the biome.
Keywords: Catalão Lake; stream; Argulus; Austrodiplostomum compactum; Bellumcorpus majus; Acestrorhynchus falcirostris; Boana geographica.
Sumário
Introdução geral ... 27
Objetivo geral da Tese ... 30
Objetivos específicos da Tese ... 30
Material e métodos geral ... 31
Áreas de estudo ... 31
Grande área: Município de Manaus... 31
Complexo do lago Catalão ... 32
Reserva Florestal Adolpho Ducke ... 33
Fazenda Experimental Dimona ... 35
Organização da Tese ... 36
Capítulo I - Danos oculares causados por parasitos ... 38
Danos oculares causados por metacercárias de Austrodiplostomum compactum e seus efeitos na biologia de um peixe piscívoro na Amazônia central ... 39
Resumo ... 39
Abstract ... 40
Introdução ... 40
Material e métodos ... 44
Área de estudo ... 44
Coleta dos exemplares ... 44
Índice de Repleção Estomacal /Atividade alimentar ... 44
Grau de gordura cavitária ... 45
Avaliação da catarata ... 45
Avaliação dos parasitos ... 46
Histologia ... 46
Nota ética... 46
Análises estatísticas... 47
Resultados... 47
Discussão ... 56
Conclusão ... 60
Agradecimentos ... 60
Referências ... 61
Material Suplementar ... 68
Capítulo II - Parasitos oculares x escolha de presa ... 72
Metacercárias que parasitam os olhos de Acestrorhynchus falcirostris não influenciam na escolha das presas de acordo com o estrato da coluna d’água ... 73
Resumo ... 73
Abstract ... 74
Introdução ... 75
Material e métodos ... 77
Área de estudo e coleta de exemplares ... 77
Processamento do material ... 78
Análises estatísticas ... 81
Nota Ética ... 82
Resultados ... 82
Discussão ... 84
Conclusão ... 88
Referências ... 90
Material Suplementar ... 96
Capítulo III – Castração parasitária em Acestrorhynchus falcirostris ... 102
Parasitismo por trematódeos digenéticos nas gônadas de Acestrorhynchus falcirostris: castração ou oportunidade? ... 103
Resumo ... 103
Abstract ... 104
Introdução ... 105
Material e métodos ... 108
Área de estudo ... 108
Escolha da espécie modelo para o estudo ... 108
Amostragem e processamento do material ... 108
Estimativas de fecundidade (fêmeas) ... 109
Avaliação energética ... 109
Análise parasitológica ... 110
Preparo histológico ... 110
Nota ética ... 110
Análise de dados ... 110
Resultados ... 112
Discussão ... 121
Conclusão ... 127
Agradecimentos ... 127
Referências ... 128
Material Suplementar ... 135
Capítulo IV - Agregação e sobrevivência ... 143
Ectoparasitos branquiúros afetam negativamente a história de vida de girinos de Boana geographica em um igarapé na Amazônia central ... 144
Resumo ... 144
Abstract ... 145
Introdução ... 146
Material e métodos ... 149
Área de estudo ... 149
População parasitada- Fazenda Experimental Dimona (FED) ... 149
População não parasitada- Reserva Florestal Adolpho Ducke (RFD) ... 150
Coleta dos exemplares ... 150
Configuração experimental ... 151
Nota Ética ... 155
Análises estatísticas ... 155
Discussão ... 162
Conclusão ... 170
Agradecimentos ... 171
Referências ... 171
Material Suplementar ... 177
Capítulo V - Especificidade parasitária... 194
Um negócio arriscado: evidências de preferência de um ectoparasito aquático por um hospedeiro efêmero em um igarapé na Amazônia central ... 195
Resumo ... 195
Abstract ... 196
Introdução ... 197
Material e métodos ... 199
Área de estudo ... 199
Captura e aclimatação de hospedeiros potenciais e ectoparasitos ... 201
Delineamento experimental ... 202
Resultados ... 210
Discussão ... 215
Conclusão ... 220
Agradecimentos ... 220
Referências ... 221
Síntese ... 226
Referências bibliográficas geral ... 228
Lista de tabelas e apêndices
Capítulo I
Tabela 1. Resultado do Modelo Linear Generalizado (GLM) do número de parasitos oculares em função do sexo (M, macho e F, fêmea), comprimento padrão (CP) e interação Sexo:CP dos exemplares do peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris coletados no complexo de lagos do Catalão, AM, Brasil.
Tabela 2. Resultado da Regressão Logística Binomial da presença e ausência de catarata (variável dependente) e o número de parasitos oculares (variável preditora) em exemplares do peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris coletados no complexo de lagos do Catalão, AM, Brasil.
Material Suplementar Capítulo I
Tabela Suplementar 1: Matriz de Correlação por Postos de Spearman (ρ) entre o número de metacercárias encontradas nos olhos do peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris coletados no complexo de lagos do Catalão, AM, Brasil e Fator de condição (Kn), Índice de atividade alimentar (IAt), Intensidade de catarata (IC = 0, 1, 2); Grau de gordura cavitária (GGC = 0, 1, 2, 3) e comprimento padrão dos peixes (CP).
Tabela Suplementar 2: Resultados do Modelo Linear Generalizado (GLM) do número de parasitos oculares em função do sexo e comprimento padrão (CP) de exemplares do peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris, coletados no complexo de lagos do Catalão, AM, Brasil.
Capítulo II
Tabela 1. Medida das presas encontradas no conteúdo estomacal de exemplares do peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris coletados no complexo de lagos do Catalão, AM, Brasil, categorizadas de acordo com o comprimento padrão do hospedeiro e sua localização no estrato da coluna d’água.
Tabela 2. Estatística descritiva das informações das presas (comprimento padrão, número de parasitos oculares) encontradas no conteúdo estomacal de exemplares do peixe piscívoro
Acestrorhynchus falcirostris coletados no complexo de lagos do Catalão, AM, Brasil, de acordo com o estrato da coluna d’água. CP = comprimento padrão; NPO = número de parasitos oculares.
Tabela 3. Estatística descritiva das informações das presas (comprimento padrão, número de parasitos oculares) encontradas no conteúdo estomacal de exemplares do peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris coletados no complexo de lagos do Catalão, AM, Brasil, de acordo com o estrato da coluna d’água. CP = comprimento padrão; NPO = número de parasitos oculares.
Material Suplementar Capítulo II
Tabela Suplementar 1. Presas encontradas no conteúdo estomacal de exemplares do peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris coletados no complexo de lagos do Catalão, AM, Brasil, categorizadas de acordo com o estrato da coluna d’água.
Tabela Suplementar 2. Resumo da Análise de Componentes Principais (PCA) utilizadas para unir as variáveis #localização da presa na coluna d’água e comprimento padrão das presas identificadas do trato de exemplares do peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris, coletados no complexo de lagos do Catalão, AM, Brasil.
Tabela Suplementar 3. Resumo da Análise de Modelos Lineares Generalizados (GLM) utilizados para verificar a relação entre a presença e ausência de catarata em função da Cal.g_musc + GR, em exemplares do peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris, coletados no complexo de lagos do Catalão, AM, Brasil.
Tabela Suplementar 4. Resumo da Análise de Regressão Múltipla entre o tamanho e a localização das presas nos diferentes estratos da coluna d’água (Inferior/fundo, Meia-água e Superior) e o número de parasitos de exemplares do peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris, coletados no complexo de lagos do Catalão, AM, Brasil.
Tabela Suplementar 5. Resumo do Modelo Linear (LM) entre a quantidade de alimento presente no estômago, inferida através da observação do grau de repleção estomacal (GR), e o número de parasitos de exemplares do peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris, coletados no complexo de lagos do Catalão, AM, Brasil.
Tabela Suplementar 6. Resumo do Modelo Linear (LM) entre a caloria alocada no músculo (Cal/g) e o número de parasitos oculares de exemplares do peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris, coletados no complexo de lagos do Catalão, AM, Brasil.
Capítulo III
Tabela 1. Índices parasitários (gônadas) para cada classe de tamanho dos exemplares do peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris coletados de 2013 a 2020 no complexo de lagos do Catalão, AM, Brasil.
Tabela 2. Resumo do Modelo Linear Generalizado (GLM) que avaliou a fecundidade absoluta (FAbs_Log) em função do número de parasitos encontrados nas gônadas (NPG_Log) de exemplares do peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris coletados no complexo de lagos do Catalão, AM, Brasil.
Tabela 3. Resumo do Modelo Linear Generalizado (GLM) que avaliou o acúmulo de energia no músculo (cal/g) em função do estádio de desenvolvimento gonadal de fêmeas em desenvolvimento (F2) e fêmeas em recuperação (F6) e do número de parasitos encontrados nas gônadas (NP), e a interação dos fatores estádio F2-F6*NP de exemplares do peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris coletados no ano de 2015 no complexo de lagos do Catalão, AM, Brasil.
Material Suplementar Capítulo III
Tabela Suplementar 1. Escala proposta por Brown-Peterson et al. (2011) (com adaptações), utilizadas para identificação das fases do ciclo reprodutivo para a caracterização das gônadas de exemplares do peixe piscívoro Acestrorhynchus. falcirostris coletados de 2013 a 2020 no complexo de lagos do Catalão, AM, Brasil.
Tabela Suplementar 2. Resumo do Teste G de proporções entre machos e fêmeas do peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris coletados de 2013 a 2020 no complexo de lagos do Catalão, AM, Brasil, de acordo com o período sazonal (N = 648).
Tabela Suplementar 3. Resumo do Modelo Linear Generalizado (GLM) do índice gonadossomático (IGS) em função do sexo e número de parasitos gonadais, do peixe piscívoro
Acestrorhynchus falcirostris coletados de 2013 a 2020 no complexo de lagos do Catalão, AM, Brasil.
Tabela Suplementar 4. Resumo do Modelo Linear Generalizado (GLM) entre a fecundidade absoluta (FAbs_Log) em função do número de parasitos gonadais (NPG_Log) de exemplares do peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris coletados de 2013 a 2020 no complexo de lagos do Catalão, AM, Brasil.
Tabela Suplementar 5. Resumo do Modelo Linear Generalizado (GLM) entre o tamanho médio do ovócito (TMO) em função do número de parasitos gonadais (NPG) de exemplares do peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris coletados de 2013 a 2020 no complexo de lagos do Catalão, AM, Brasil.
Tabela Suplementar 6. Resumo do Modelo Linear Generalizado (GLM) entre a energia do músculo (Cal/g) em função do número de parasitos gonadais de exemplares do peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris coletados de 2013 a 2020 no complexo de lagos do Catalão, AM, Brasil.
Capítulo IV
Tabela 1. Tempo médio de sobrevivência dos girinos de Boana geographica não parasitados e parasitados, testados experimentalmente em recipientes individualizados ou em cardumes de 10 indivíduos, obtidos através da análise de sobrevivência Kaplan-Meier, testadas pelo método de Log-Rank.
Material Suplementar Capítulo IV
Tabela Suplementar 1. Modelo Linear Generalizado (GLM) entre o número de ectoparasitos Argulus sp. e o comprimento total de girinos de Boana geographica, encontrados em um igarapé da Fazenda Experimental Dimona (PDBFF/INPA) Amazônia central.
Tabela Suplementar 2. Mudança entre os estádios de desenvolvimento de Gosner (EDG) inicial (i) e final (f) de girinos de Boana geographica não parasitados (NP) e parasitados (P) por Argulus sp., coletados em igarapés na Amazônia central, e o número de dias até a metamorfose em ambiente experimental.
Tabela Suplementar 3. Valores da razão distância média do vizinho mais próximo (distância média observada/distância média esperada) de cada cardume com 10 girinos de Boana geographica, calculados para cada hora de observação (n = 10 horas) nos diferentes tratamentos: cardumes não parasitados (n = 10) e parasitados por Argulus sp. (n = 10), totalizando 200 escores. A distância observada é a média da distância entre cada girino e o seu vizinho mais próximo. A distância esperada é a distância média entre vizinhos em uma distribuição aleatória hipotética. Os resultados do escore z e do valor de p são medidas de significância estatística que indicam a aceitação ou rejeição da hipótese nula (ou seja, de que todos os girinos estão distribuídos aleatoriamente no espaço). Valores de z entre -1.65 e 1.65 indicam aleatoriedade da distribuição, quanto mais para as bordas da curva normal, menor a significância de p. Medidas de distância euclidiana entre os girinos calculadas com uso do programa de sistema de informações geográficas ArcGIS 10.8.1.
Capítulo V
Tabela 1. Número de indivíduos de cada espécie de hospedeiro utilizado pelo ectoparasito Argulus sp. em um experimento anterior (teste de aderência), e que foram utilizados para o teste de preferência optativa, juntamente com os girinos do hospedeiro natural, Boana geographica (n = 40).
Tabela 2. Número de indivíduos de cada espécie de hospedeiro utilizado pelo ectoparasito Argulus sp. em um experimento anterior e que foram utilizados para o teste de preferência forçada, juntamente com os girinos do hospedeiro natural, Boana geographica (n = 8).
Tabela 3. Resumo do teste de associação (Qui-quadrado) utilizado para testar a opção do ectoparasito branquiúro Argulus sp. entre aderir ou não a hospedeiros alternativos, quando existe a opção de escolha entre esses organismos e girinos de Boana geographica, seu hospedeiro natural.
Tabela 4. Resumo do Teste Binomial de proporções entre a escolha de aderência de Argulus sp. a dois hospedeiros visualmente parecidos, o girino de Boana geographica (hospedeiro natural) e o peixe ciprinídeo Poecilia sphenops (hospedeiro alternativo).
Lista de figuras
Introdução geral
Figura 1. Imagens das áreas de estudo. Complexo de lagos Catalão, (Capítulos 1, 2 e 3), localizado no Município de Iranduba, AM, Brasil; Reserva Florestal Adolpho Ducke (Capítulo 4) e Fazenda Experimental Dimona (Capítulos 4 e 5), localizadas no Município de Manaus, AM, Brasil.
Figura 2. Vista geral da área do complexo de lagos do Catalão, local de coleta de exemplares do peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris infectados pelos parasitos heteroxenos Austrodiplostomum compactum (larva) e Bellumcorpus majus (adulto) (Trematoda).
Figura 3. Vista geral da área do trecho parcialmente represado do igarapé Barro Branco, localizado na Reserva Florestal Adolpho Ducke, local utilizado como ambiente controle para os testes experimentais realizados em ambiente natural e para a coleta de girinos de Boana geographica não parasitados pelo ectoparasito Argulus sp. (Branchiura).
Figura 4. Vista geral da área do igarapé parcialmente represado localizado na Fazenda Experimental Dimona, local utilizado para os testes experimentais realizados em ambiente natural e para de coleta de girinos de Boana geographica infectados pelo ectoparasito Argulus sp. (Branchiura).
Capítulo I
Figura 1. Fotomicrografia de metacercária de Austrodiplostomum compactum (Trematoda) retirada dos olhos do peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris coletados no complexo de lagos do Catalão, AM, Brasil. OS - ventosa oral; PS - pseudoventosa; P - faringe; GC - células glandulares; TO - órgão tribocítico; G - gônadas; Pseg - segmento posterior.
Coloração: Carmim Alcoólico Clorídrico.
Figura 2. Infecção por metacercárias de Austrodiplostomum compactum (Trematoda) encontradas parasitando os olhos do peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris, coletados no complexo de lagos do Catalão, AM, Brasil nas diferentes fases do ciclo hidrométrico.
Barra em azul representa a intensidade média de parasitismo por metacercárias oculares, e
linhas tracejadas vermelhas o número de peixes infectados, para cada período do ciclo hidrométrico.
Figura 3. Percentagem de metacercárias de Austrodiplostomum compactum (Trematoda) encontradas nos olhos do peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris coletados no complexo de lagos do Catalão, AM, Brasil (A); Percentagem das diferentes classes de intensidades de catarata observadas durante o estudo (B) sendo 0 = sem catarata; 1 = catarata cobrindo horizontalmente < 50% da área do cristalino (C-E); 2 = catarata cobrindo > 50%
(F-H).
Figura 4. Níveis de intensidade de catarata nos olhos do peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris coletados no complexo de lagos do Catalão, AM, Brasil, infectados por Austrodiplostomum compactum (Trematoda). Olhos sem manifestação clínica da doença (A, B); Olhos com leve alteração, intensidade I (catarata cobrindo horizontalmente < 50%
da área do cristalino) (C-E); Olhos com maior avanço da doença, intensidade II (catarata cobrindo > 50%) (F-H).
Figura 5. Lesões observadas nos olhos do peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris coletados no complexo de lagos de várzea do Catalão, AM, Brasil, infectados por Austrodiplostomum compactum (Trematoda). Presença de sangue em meio aos exemplares de metacercárias (A); Extravasamento de humor aquoso para a câmara anterior de olhos parasitados (B-D); Ruptura de vaso sanguíneo, em detalhe as metacercárias (E).
Figura 6. Metacercária de Austrodiplostomum compactum (Trematoda) encontradas nos olhos do peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris coletados no complexo de lagos do Catalão, AM, Brasil. Metacercária situada na câmara anterior, humor aquoso (A) e três seções encontradas na câmara posterior (humor vítreo) causando descolamento da retina (B). Metacercárias próximas ao cristalino. Legendas: córnea (c), íris (i), metacercária (m), retina (r) e cristalino (l). Escala: 300 µm. Coloração: azul de toluidina.
Figura 7. Metacercária de Austrodiplostomum compactum (Trematoda) encontradas nos olhos do peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris coletados no complexo de lagos do Catalão, AM, Brasil. Metacercária na coroide (A) e atravessando a retina nos olhos de A.
falcirostris. A seta indica a localização do órgão tribocítico (B). Necrose focal na retina (ponta de seta), possivelmente causada pelo parasito (C). Infiltrados celulares (ponta de seta) na coroide, como resposta inflamatória devido à presença da metacercária de A. compactum (D). Legenda: camada de células ganglionares (gcl), camada nuclear interna (inl), camada nuclear externa, metacercária (m), retina (r) e coroide (c). Escala: A, B e C = 300 µm; B = 200 µm e 50 µm na figura superior. Colorações: A, C, D e E = azul de Toluidina; B = tricrômico de Mallory.
Figura 8. Representação gráfica dos resultados do Modelo Linear Generalizado (GLM) do número de parasitos oculares (NPO) em função do sexo (F = fêmeas; M = machos) e comprimento padrão (CP) de exemplares do peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris coletados no complexo de lagos do Catalão, AM, Brasil. Representação da interação dos parasitos oculares com hospedeiros do sexo feminino (A) e masculino (B).
Figura 9. Correlação entre o número de parasitos oculares (NPO) e o comprimento padrão (CP) de exemplares do peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris coletados no complexo de lagos do Catalão, AM, Brasil.
Figura 10. Representação gráfica da Regressão Logística Binomial da presença e ausência de catarata (variável dependente) e o número de parasitos oculares (NP, variável preditora) em exemplares do peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris coletados no complexo de lagos do Catalão, AM, Brasil.
Material Suplementar Capítulo I
Figura Suplementar 1: Globo ocular do peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris coletados no complexo de lagos do Catalão, AM, Brasil, preparado em bloco de resina, dividido em sua porção mediana para o corte histológico em micrótomo semiautomático (Slee Rotary Microtome CUT 5062). As cápsulas amarelas, em detalhe, mostram a localização dos parasitos no bloco.
Figura Suplementar 2. Intensidade de catarata em exemplares do peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris coletados no complexo de lagos do Catalão, AM, Brasil, de acordo com o número de parasitos Austrodiplostomum compactum (Trematoda) encontrados. Cada ponto representa um hospedeiro.
Capítulo II
Figura 1. Localização geográfica da área de estudo. Em detalhe, o complexo de lagos do Catalão, na confluência entre os rios Negro e Solimões, Iranduba, Amazonas, Brasil.
Figura 2. Número de presas encontradas no conteúdo estomacal de exemplares do peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris coletados no complexo de lagos do Catalão, AM, Brasil, de acordo com os diferentes estratos da coluna d’água (Superior 17%; Meia-água 24%; Inferior/fundo 59% do total).
Material Suplementar Capítulo II
Figura Suplementar 1. Representação gráfica da PCA utilizada para sumarizar as variáveis de localização da presa de acordo com o estrato da coluna d’água e de comprimento padrão das presas identificadas do trato de exemplares do peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris, coletados no complexo de lagos do Catalão, AM, Brasil. Os números representam os tipos de presas identificadas.
Figura Suplementar 2. Relação entre o grau de repleção estomacal (GR) e o número de parasitos oculares de exemplares do peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris, coletados no complexo de lagos do Catalão, AM, Brasil.
Figura Suplementar 3. Representação gráfica do acúmulo de reservas de energia no músculo em relação ao número de parasitos oculares encontrados em exemplares do peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris, coletados no complexo de lagos do Catalão, AM, Brasil.
Capítulo III
Figura 1. Fotomicroscopia de exemplar de Bellumcorpus majus (Trematoda), parasito das gônadas do peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris coletados no complexo de lagos Catalão, AM, Brasil (A); parasito localizado entre os ovócitos de gônada feminina (B);
Parasito localizado interna e externamente à gônada masculina (C).
Figura 2. Representação gráfica da distribuição do parasitismo de Bellumcorpus majus (Trematoda) nas gônadas de exemplares do peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris coletados no complexo do Catalão, AM, Brasil. Número de hospedeiros parasitados em cada amplitude de classe de tamanho (cm) (A); Intensidade média de parasitismo de B. majus
encontrados em cada amplitude de classe de tamanho (B). A classe de tamanho XI (35.1 a 37.3 cm) não continha parasitos.
Figura 3. Representação gráfica da diferença nos pesos (gr) das gônadas de exemplares do peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris coletados no complexo de lagos do Catalão, AM, Brasil, pesadas com a presença dos parasitos (PG) e pesadas após a retirada dos parasitos (PGSP). Teste não-paramétrico W de Wilcoxon para amostras pareadas (W = 6351.00; p < 0.001; N = 117).
Figura 4. Representação gráfica da correlação entre o número de parasitos gonadais (NPG) e o Fator de condição (Kn) de exemplares do peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris coletado no lago Catalão, AM, Brasil.
Figura 5. Representação gráfica da relação entre a fecundidade absoluta (FAbs_Log) e número de parasitos gonaidais (NPG_Log) de exemplares do peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris coletado no lago Catalão, AM, Brasil (A); e da análise entre o tamanho médio do ovócito (TMO) e NPG, a qual demonstra tendência à diminuição do TMO quando aumenta o número de parasitos nas gônadas deste hospedeiro (B).
Figura 6. Representação gráfica do Modelo Linear Generalizado (GLM) gerado entre o acúmulo de reservas energéticas no músculo (Cal/g) de exemplares do peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris coletados no complexo de lagos do Catalão, AM, Brasil, em função do estádio de desenvolvimento gonadal de fêmeas em desenvolvimento (F2) e fêmeas em recuperação (F6) e do número de parasitos encontrados na gônadas (NP).
Figura 7. Fotografia de gônadas maduras de exemplares do peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris coletados no complexo de lagos do Catalão, AM, Brasil, parasitadas por Bellumcorpus majus (Trematoda). Quantidade de parasitos dentro de uma porção da gônada parasitada (setas em A). Detalhe do parasito após a incisão na membrana da gônada (B).
Figura 8. Fotomicroscopia de gônadas de exemplares do peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris coletados no complexo do Catalão, AM, Brasil, parasitadas por Bellumcorpus majus (Trematoda). Gônada masculina parasitada (A); Detalhe do tecido gonadal do hospedeiro (provavelmente espermatócitos) no interior do parasito (retângulos), a estrela
representa células da linhagem germinativa, que podem ser do hospedeiro ou do parasito (B); Detalhe do parasito englobando e movimentando a gônada feminina (C). TCTA: tecido conjuntivo da túnica albugínea; EZ: espermatozóides; EGP: espermatogônias; VS: vaso sanguíneo; Tc: tecido conjuntivo; Lo: Lamela ovulígera; Oc II: oócito estádio II; Oc III:
oócito estádio III; Oc IV: oócito estádio IV. Coloração: Hematoxilina/Eosina; Corte = 5 µm.
Figura 9. Fotomicroscopia de gônadas de exemplares do peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris coletados no complexo do Catalão, AM, Brasil, parasitadas por Bellumcorpus majus (Trematoda). Ocupação e rearranjo da estrutura gonadal (setas): Cisto formado dentro da estrutura gonadal (A). Inúmeros focos de cistos que remetem a ovos de parasitos (setas em B); Distribuição dos cistos em diferentes partes do tecido gonadal (setas em C);
Formação de cisto contendo dois parasitos (estrelas em D). Coloração:
Hematoxilina/Eosina; Corte = 5 µm.
Material Suplementar Capítulo III
Figura Suplementar 1: Proporção sexual de cada classe de tamanho obtida através da Regra de Sturges, dos exemplares do peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris coletados de 2013 a 2020 no complexo de lagos do Catalão, AM, Brasil.
Figura Suplementar 2. Representação gráfica do tamanho médio dos ovócitos dos exemplares do peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris coletados de 2013 a 2020 no complexo de lagos do Catalão, AM, Brasil. Cada figura apresenta o número de parasitos (NP) encontrados na gônada daquele hospedeiro.
Capítulo IV
Figura 1. Tamanho inicial e final dos diferentes estádios de desenvolvimento dos girinos de Boana geographica não parasitados (NP) e parasitados (P) por Argulus sp. que realizaram metamorfose. A medida 3.3 indica girinos em estádio Gosner-28; a medida 3.8 indica girinos em estádio Gosner-29.
Figura 2. Média da distância do vizinho mais próximo dos grupos de girinos de Boana geographica não parasitados (10 cardumes) e parasitadas por Argulus sp. (10 cardumes) testados experimentalmente ao longo do tempo. Os escores z e os valores de p estão
associados à distribuição normal padrão e demonstram o nível de agregação dos pontos testados. Escores de z muito altos ou muito baixos (negativos) associados a valores de p muito pequenos, são encontrados nas caudas da distribuição normal.
Figura 3. Representação gráfica da Análise de Variância (ANOVA) de Medidas Repetidas que avaliou a relação entre a distância de agrupamento dos girinos de Boana geographica parasitados (linhas vermelhas) e não parasitados (linhas azuis) ao passar do tempo (horas).
NNR = Nearest Neighbor Ratio (razão média do vizinho mais próximo).
Figura 4. Taxas de distâncias observadas entre os grupos de girinos de Boana geographica não parasitados (linhas azuis) e parasitados (linhas vermelhas) por Argulus sp. A - Distância média observada (OMD) entre os indivíduos do cardume no momento t; B - Mudança absoluta na OMD entre os indivíduos do cardume a cada intervalo de hora (valores = 0 indicam que os indivíduos não se movimentaram entre horas subsequentes); C - Mudança acumulada da OMD entre os indivíduos do cardume com o passar do tempo; D - Mudança média da OMD dos cardumes (taxa de mudança nas movimentações).
Figura 5. Curva Kaplan-Meier de sobrevivência para indivíduos P e NP em diferentes estádios de desenvolvimento. Lado direito: Girinos de Boana geographica em Gosner-21 deixado individualmente no recipiente (alone) para o teste piloto de sobrevivência em diferentes taxas de parasitismo; seguido dos girinos em Gosner-25 (alone); Gosner-26 (alone) e; Gosner-28 (alone). Lado esquerdo: Girinos em cardume (school) em Gosner-21 utilizados para o teste de sobrevivência, seguido dos estádios Gosner-25 (school); Gosner- 26 (school) e do girino deixado individualmente em Gosner-32 (alone).
Material Suplementar Capítulo IV
Figura Suplementar 1. Teste t pareado entre o número de desovas/cardumes de girinos de Boana geographica encontrados na Reserva Florestal Adolpho Ducke (local sem a presença do parasito) e Fazenda Experimental Dimona (com a presença de parasito), Amazônia central.
Figura Suplementar 2. Relação entre o tamanho dos girinos de Boana geographica e o número de parasitos (Argulus sp.) encontrados em cada indivíduo coletado em um igarapé da Fazenda Experimental Dimona (PDBFF/INPA), Amazônia central.
Figura Suplementar 3. Relação entre o tamanho (cm) dos girinos de Boana geographica (hospedeiro) e o tamanho dos exemplares de Argulus sp. (ectoparasito) coletados em um igarapé da Fazenda Experimental Dimona (PDBFF/INPA), Amazônia central.
Figura Suplementar 4. Girinos de Boana geographica parasitados em ambiente natural – Fazenda Experimental Dimona. Em detalhe os parasitos aderidos a hospedeiros pequenos, estádio de desenvolvimento Gosner-25 (A); e a presença de lesões e fungos na superfície corporal dos girinos metamórficos, estádio de desenvolvimento Gosner-42 (B).
Figura Suplementar 5. Imagem de Raio-X mostrando a malformação na pata traseira de um exemplar de Boana geographica parasitado, submetido ao experimento de crescimento em ambiente controlado (maiores informações em Souza et al., 2021).
Figura Suplementar 6. Gaiolas experimentais montadas na Fazenda Experimental Dimona (PDBFF/INPA), Amazônia central, utilizadas como teste para o acompanhamento do crescimento e sobrevivência dos girinos de Boana geographica em ambiente natural. Este experimento não foi incluído nas análises de crescimento e sobrevivência e serviu para observar se as taxas se diferenciavam entre os dois ambientes (natural e laboratório) durante o período de estudo.
Capítulo V
Figura 1. Grupo com girinos de Boana geographica de diferentes tamanhos, encontrados em um igarapé parcialmente represado na Fazenda Experimental Dimona, AM, Brasil.
Figura 2. Ectoparasitos branquiúros Argulus sp. aderidos aos girinos de Boana geographica logo após a coleta na Fazenda Experimental Dimona, AM, Brasil.
Figura 2. Fluxograma de processos contendo o resumo do delineamento experimental dos testes de especificidade parasitária entre o crustáceo Branchiura Argulus sp. (P), girinos de Boana geographica que são naturalmente infestados (Hn), e hospedeiros alternativos coletados no local (Ha). Cada cor representa uma etapa do experimento. Verde:
Experimento de aderência (sem indivíduos de B. geographica no recipiente); Azul:
Preferência optativa (com adição de B. geographica no recipiente, após a aderência de Argulus sp. ao hospedeiro alternativo); Laranja: Preferência forçada (diferentes espécies utilizadas no experimento unidas em um aquário comunitário, com a presença de B.
geographica); Amarelo: Preferência livre (espécie alternativa e B. geographica colocadas ao mesmo tempo para livre escolha de Argulus sp.).
Figura 3. Proporção de aderências de Argulus sp. após o oferecimento de hospedeiros alternativos em recipientes sem a presença de B. geographica, o hospedeiro natural.
Figura 4. Proporção de migrações realizadas pelo ectoparasito Argulus sp. de Ha (hospedeiro alternativo) para Hn (hospedeiro natural).
Figura 5. Gráficos no lado esquerdo da figura (6A – D) representam casos frequentes em que Argulus sp. optou por aderir em B. geographica (hospedeiro natural) representado pela linha azul, em até cinco minutos, demonstrando os diferentes tempos de fixação. Gráficos no lado direito (6E – H) ilustram casos em que Argulus sp. optou por aderir nos demais hospedeiros ofertados (hospedeiros casuais) representado pela linha vermelha. A linha tracejada representa a distância entre os hospedeiros testados, onde a oscilação é dependente da movimentação de um em relação ao outro no momento da gravação. A linha que toca o eixo x (ou seja, o valor 0,0 da distância) e permanece constante, representa o hospedeiro que foi parasitado no tempo x.
Figura 6. Representação gráfica das tentativas de aderência de Argulus sp. em um dos hospedeiros disponíveis (B. geographica, seu hospedeiro preferencial, ou a um hospedeiro alternativo ofertado). A linha que toca o eixo x (ou seja, o valor 0,0 da distância) e permanece constante, representa o hospedeiro que foi parasitado no tempo x. Movimentação dos hospedeiros com tentativas de predação malsucedidas executadas pelo hospedeiro alternativo, terminando com a aderência em Ha (A); ou com a não aderência nem nenhum hospedeiro disponível durante o tempo estabelecido (B).
Introdução geral
Parasitismo é uma forma muito comum de existência, e provavelmente o meio mais prevalente na obtenção de alimentos entre os organismos, onde um indivíduo parasito obtém a maior parte do recurso a partir de um único ser vivo em contraste com as outras relações ecológicas (Price, 1977). A definição mais amplamente aceita estabelece que o parasito é um organismo que vive dentro ou sobre outro organismo (o hospedeiro), alimentando-se, mostrando algum grau de adaptação estrutural a ele, e causando-lhe algum dano (Poulin, 2007). Nesta interação, os parasitos exploram o hospedeiro como um hábitat ou como fonte de recurso metabólico (Loreau et al., 2005) dependendo deste para sobreviver (Olsen, 1986;
Thatcher, 2006).
A associação parasito-hospedeiro acontece entre animal e microparasitos (vírus, bactérias e protozoários) e/ou animal e macroparasitos (parasitos helmintos e artrópodes) (Anderson e May, 1979). Pode atingir o hospedeiro internamente (endoparasitos:
nematoides, acantocéfalos, cestodas, pentastomidas e trematódeos digenéticos), externamente (ectoparasitos: crustáceos, hirudíneos e trematódeos monogenéticos), ou mais especificamente na corrente sanguínea (hemoparasitos: protozoários e alguns helmintos) (Olsen, 1986). Alguns são monoxênicos e apresentam um ciclo de vida simples envolvendo apenas um hospedeiro, enquanto outros, os heteroxenos, têm um ciclo de vida mais complexo envolvendo dois ou mais hospedeiros intermediários, vertebrados ou invertebrados (Anderson, 1988).
Como parasitos e hospedeiros fazem parte de um sistema complexo e adaptativo, as relações entre eles podem moldar e influenciar, em maior ou menor grau, o caminho evolutivo das espécies (Hudson, et al., 2006; Hatcher et al., 2012). Por exemplo, existem parasitos que são capazes de interferir em aspectos do hospedeiro visando o benefício próprio. Estes parasitos são conhecidos como “manipuladores” e são selecionados (seleção natural) para modificar características dos hospedeiros intermediários induzindo alterações que os tornem mais atrativos (i.e. coloração, tamanho, comportamento natatório errático, letargia, entre outros), ou mais vulneráveis (obstrução retiniana, catarata, cegueira, aumento da audácia) a ponto de aumentar a frequência de encontros entre hospedeiros adequados e, assim, sua taxa de transmissão (Holmes e Betel, 1972; Poulin e FitzGerald, 1993; Cézilly et al., 2010; Mikheev et al., 2010; 2015). Esta capacidade de controlar com precisão o comportamento dos hospedeiros visando a aumentar a transmissão dos genes do parasito para a próxima geração, se enquadra no conceito de “fenótipo estendido” (Dawkins,
1982). Nesse caso, o comportamento que observamos nos animais (hospedeiros) se deveria não apenas à expressão de seus próprios genes, mas também à dos genes dos parasitos que os infestam.
A manipulação parasitária evoluiu em todas as principais linhagens filogenéticas de parasitos, mas não é onipresente (Heil, 2016). Para aqueles parasitos que são transmitidos troficamente e que necessitam de um evento de predação para completar seu ciclo de vida (heteroxenos), onde o hospedeiro infectado é predado por um hospedeiro de um nível trófico superior, o aumento do risco de predação pelo hospedeiro intermediário representa uma maior chance de sucesso para o parasito (Lefèvre et al., 2009). Nestes casos, a manipulação comportamental do hospedeiro intermediário pode aumentar sua suscetibilidade à predação pelo próximo hospedeiro (Poulin, 2007) e a chance de terminar o ciclo no hospedeiro adequado (definitivo) (i.e. catarata induzida por metacercárias de diplostomídeos). Para parasitos de ciclo de vida direto (monoxenos), aproximar os indivíduos hospedeiros de seus congêneres pode garantir o encontro com parceiros sexuais (i.e. branquiúros que parasitam peixes) (Mikheev et al., 2015).
Dentre as mudanças que ocorrem no hospedeiro, Lefèvre et al. (2009) classificaram três como sendo os principais tipos de manipulação parasitária:
A) Manipulação stricto sensu: É aquela em que há alteração no comportamento do hospedeiro por meio da expressão de genes do parasito no fenótipo do hospedeiro. Sob este ponto de vista, os genes do parasito são selecionados por seu efeito sobre o comportamento do hospedeiro.
B) Exploração das respostas compensatórias dos hospedeiros: A alteração de comportamento do hospedeiro pode ser considerada como uma resposta aos custos de aptidão (fitness) induzidos pelo parasito. Os parasitos podem afetar a fecundidade e sobrevivência do hospedeiro, a fim de estimular a resposta compensatória, já que tal resposta poderia aumentar a sua chance de transmissão. Aqui, os genes do parasito são selecionados pelos seus efeitos patológicos, que induzem uma resposta compensatória do hospedeiro. A seleção natural é suscetível a favorecer todos os genes envolvidos nesta interação (mitigação do custo da infecção e/ou transmissão parasitária).
C) Manipulação mafiosa: A alteração de comportamento do hospedeiro pode ser considerada como uma colaboração forçada. Neste caso, os genes do parasito são selecionados por sua capacidade de detectar comportamentos não colaborativos, e sua capacidade de produzir um comportamento de retaliação.
Parasitos impõem custos a seus hospedeiros e são parcialmente responsáveis por moldar as características do fenótipo, genótipo e história de vida desses organismos (Patterson e Ruckstuhl, 2013). Quando o parasitismo apresenta um efeito deletério sobre o hospedeiro, pode potencialmente afetar a ampla gama de características biológicas (“traits”) relacionadas com a aptidão (fitness), tais como: redução da fecundidade, da vitalidade ou da atratividade sexual; pode retardar o crescimento, causar gigantismo, ou influenciar sua sobrevivência, causando a morte dos indivíduos infectados (Olsen, 1986; Dobson, 1988;
López, 1999; Lafferty e Kuris, 2002; Moore, 2002; Poulin, 2007; Lefèvre et al., 2009;
Mikheev e Pasternak, 2010; Poulin 2013; Lima et al., 2019; Giudice, 2019 e citações).
Por outro lado, o parasitismo pode favorecer o hospedeiro por meio de respostas compensatórias, como um aumento na taxa de forrageamento ou na atividade reprodutiva (Lefèvre et al., 2009). Por isso, nem todas as mudanças comportamentais observadas em um organismo infectado podem ser vistas como benéficas para o parasito, já que nem todas as alterações induzidas por ele podem necessariamente aumentar a sua chance de transmissão, sendo que algumas dessas respostas podem ser adaptações dos hospedeiros para se defender (Moore, 2002).
Para os hospedeiros, sobretudo os aquáticos, o parasitismo pode diminuir a expectativa de sobrevivência do indivíduo por comprometer o forrageamento interferindo na capacidade de aquisição de alimento e nas relações predador-presa; reduzindo a alocação diferencial de energia; e alterando o comportamento, aumentando potencialmente o risco de predação (comportamento de fuga, ataque e interações sociais) (Seppälä et al., 2004; 2005a, b; 2008; Vivas Muñoz et al., 2017; 2019; 2021).
Como pode ser percebido, as interações parasito-hospedeiro são complexas, e sua compreensão pode contribuir com elementos importantes para a elucidação das estratégias evolutivas que geraram e mantêm a biodiversidade. Dados apontam cerca de 1.050 espécies descritas de parasitos para peixes de água doce brasileiros (Eiras et al., 2010). Contudo este número deve ser muito maior, visto que novas espécies de peixes (potencialmente hospedeiros) e de parasitos são descobertas e descritas continuamente. Lehun et al. (2020), por exemplo, relatou 315 táxons parasitas (201 espécies identificadas) para peixes hospedeiros do alto rio Paraná. Este número deve ser ainda maior na bacia amazônica, levando em conta o número de organismos aquáticos disponíveis que abrigam novas espécies (ver Reis et al., 2021; Zatti et al., 2018; Varella et al., 2019, entre outras publicações; além de espécies não descritas que constam em documentos acadêmicos não publicados em revistas científicas).
A Amazônia abriga uma enorme diversidade de organismos aquáticos, e deve ser palco de inúmeras formas de interação parasito-hospedeiro. Contudo, na região amazônica estudos de cunho taxonômico e zoonótico são realizados com uma frequência muito maior do que estudos de ecologia parasitária, deixando uma lacuna acerca do entendimento das interações e potenciais consequências do parasitismo para os indivíduos, populações e comunidades de organismos hospedeiros. O ciclo de vida dos parasitos e as possíveis formas de manipulação parasitária continuam pobremente conhecidos no bioma, e representam uma das maiores fronteiras de conhecimento biológico e ecológico a serem exploradas.
Considerando o conjunto de fatores mencionados anteriormente, surge a questão:
como a infecção/infestação parasitária interfere na sobrevivência individual, na alocação energética, no comportamento e, em última instância, na aptidão (fitness), dos organismos aquáticos na Amazônia central?
Objetivo geral da Tese
Investigar se parasitos de vertebrados aquáticos amazônicos são capazes de manipular seus hospedeiros e gerar respostas (comportamentais, fisiológicas e ecológicas) que facilitam a sua própria sobrevivência, o processo de transmissão parasitária, e o seu sucesso reprodutivo.
Objetivos específicos da Tese
A) Investigar se parasitos oculares são capazes de afetar negativamente a capacidade de forrageamento e a higidez de peixes, e potencialmente, facilitar o acesso dos parasitos aos seus hospedeiros definitivos (Capítulos I e II);
B) Verificar se ocorre castração parasitária por trematódeos digenéticos em peixes da várzea amazônica (Capítulo III);
C) Investigar se crustáceos ectoparasitos são capazes de alterar o comportamento e a história de vida de larvas aquáticas de anfíbios, como hospedeiros alternativos aos peixes, apresentando especificidade parasitária (Capítulos IV, V).
Material e métodos geral
Áreas de estudo
Os trabalhos de campo e a obtenção de amostras biológicas da presente Tese foram realizados em três áreas de estudo (Complexo de lagos do Catalão, Reserva Florestal A d o l p h o Ducke e Fazenda Experimental Dimona) localizados no Município de Manaus e entorno, abrangendo seus limites geográficos ao Norte e ao Sul da cidade, na Região Norte do Brasil, (Fig. 1).
Figura 1. Imagens das áreas de estudo. Complexo de lagos Catalão, (Capítulos 1, 2 e 3), localizado no Município de Iranduba, AM, Brasil; Reserva Florestal Adolpho Ducke (Capítulo 4) e Fazenda Experimental Dimona (Capítulos 4 e 5), localizadas no Município de Manaus, AM, Brasil.
Grande área: Município de Manaus
Manaus apresenta uma área de 11.401,092 Km2, com população estimada em 2.255.903 pessoas, tendo 158.06 hab/km2 (tomando como base o último censo IBGE 2021).
Os limites do Município confrontam: ao Norte, com o Município de Presidente Figueiredo;
a Leste, com os Municípios de Rio Preto da Eva e Itacoatiara; ao Sul, com os Municípios de Careiro da Várzea e Iranduba; e a Oeste, com o Município de Novo Airão (ibge.gov.br;
Projeto geo cidades, 2002). A Zona Franca (implementada em 1967) foi responsável por um grande fluxo migratório tendo como consequência o aumento da população de Manaus em mais de 500%, saltando de 300 mil habitantes, na década de 1970, para mais de 1 milhão e 500 mil na virada do século XXI (Projeto geo cidades, 2002). Este crescimento populacional desordenado, em conjunto com a ausência de planejamento urbano continuado acabaram por determinar a ocorrência de vários problemas ambientais em Manaus que se agravaram com o passar dos anos, sobretudo no que diz respeito à ocupação desordenada do solo, à destruição das coberturas vegetais, à poluição dos corpos d’água e à deficiência de saneamento básico; um problema já que Manaus apresenta alta taxa de espécies endêmicas – situação que é atribuída à confluência de regiões fitogeográficas distintas e à possibilidade de a região vir a ser um refúgio para as diferentes espécies (Projeto geo cidades, 2002).
Apesar da vegetação de floresta ser a mais marcante da Amazônia, na região de Manaus encontramos vegetação do tipo florestas de terra firme (florestas ombrófilas densas não inundáveis/ não aluviais), florestas de várzea e de igapós (florestas ombrófilas densas inundáveis/aluviais). Estes ambientes juntamente com as outras variedades de ecossistemas encontrados na Amazônia (i.e. florestas inundadas, campos abertos e cerrados) contribuem com inúmeras de espécies vegetais e animais: 1,5 milhões de espécies vegetais, 3.000 espécies de peixes, 950 tipos de pássaros, além de mamíferos, répteis, anfíbios e insetos (Projeto geo cidades, 2002).
Neste estudo, escolhemos cada local de acordo com o objetivo a ser respondido e, para um melhor entendimento, as áreas de estudo serão apresentadas detalhadamente nesta seção.
Estudos sobre as relações entre parasitos heteroxenos e o peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris na várzea amazônica
Complexo do lago Catalão
Para analisar os efeitos da infecção por larvas de parasitos oculares em um peixe predador visualmente orientado, e para entender se parasitos gonadais adultos afetam o desempenho reprodutivo ou causam danos a estrutura das gônadas, ambos interferindo na higidez do hospedeiro, realizamos amostragens na área do complexo de lagos do Catalão (Fig. 2).
O lago Catalão localiza-se na confluência dos rios Negro e Solimões, no município de Iranduba próximo à cidade de Manaus, Amazonas, Brasil (3° 08'-3° 14' S e 59° 53'-59°
58'). Trata-se de uma área de terras baixas, formada por um complexo de lagos interconectados que aumentam e diminuem de tamanho de acordo com o nível da água dos rios adjacentes, ficando isolados no período de seca, unificando-se no período de cheia. A região apresenta clima quente úmido, com temperatura anual média em torno de 27°C e pluviosidade média 2300 mm ano (INMET, 2020). O lago está inserido na extensão da várzea amazônica, que cobre uma área total aproximada de 300.000 Km² (Junk e Furch, 1993). É um ambiente altamente dinâmico, influenciado pelo pulso de inundação, que contribui não só com a movimentação de sedimentos alterando a produtividade e conformação dos lagos e canais, mas também a variação do nível da água caracterizando quatro períodos hidrológicos: seca, enchente, cheia e vazante (Sioli, 1984; Junk, 1980;
Bittencourt e Amadio, 2007).
Figura 2. Vista geral da área do complexo de lagos do Catalão, local de coleta de exemplares do peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris infectados pelos parasitos heteroxenos Austrodiplostomum compactum (larva) e Bellumcorpus majus (adulto) (Trematoda).
Estudos sobre a relações entre o parasito monoxeno Argulus sp. e girinos de Boana geographica
Reserva Florestal Adolpho Ducke
Para esclarecer as interações parasitárias observadas entre o crustáceo ectoparasito Argulus sp., que normalmente parasita peixes e mais raramente anfíbios, e girinos de B.
geographica, realizamos coletas e experimentos em duas áreas de estudo: Reserva Florestal Adolpho Ducke (Fig. 3), que foi utilizada como ambiente controle por não haver a presença do ectoparasito; e Fazenda Experimental Dimona (Fig. 4), onde realizamos os testes em ambiente natural e as coletas dos animais parasitados.
A Reserva Florestal Adolpho Ducke (Reserva Ducke) está localizada na área urbana (periferia) de Manaus, Estado do Amazonas, Brasil (02º55'-3º1'S e 59º53'-59º59'W) e se estende por 10.000 ha de floresta tropical de terra firme (não inundada), cedida pelo governo do Estado do Amazonas para o Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (INPA) nos anos de 1962/63. A topografia é formada por planaltos, encostas e baixios drenados por pequenos cursos d'água (igarapés). Um planalto localizado na parte central da reserva a divide em duas bacias hidrográficas distintas. Os córregos da bacia do lado oeste deságuam no rio Negro, e os córregos da bacia do lado leste deságuam no rio Amazonas (Ribeiro et al., 1999). O igarapé Barro Branco, localizado no lado oeste do platô, é parcialmente represado, de forma artificial, formando uma área alagada estreita de aproximadamente 300 m2, com profundidade máxima de 1,20 m (que varia de acordo com as chuvas locais) (Fig. 4). O substrato é composto principalmente de areia e liteira. O ambiente aquático também inclui galhos, troncos submersos e manchas de plantas herbáceas aquáticas e semiaquáticas emergentes. A temperatura da água variou de 24 a 26°C, com pouca variação sazonal, durante o período de estudo.
Figura 3. Vista geral da área do trecho parcialmente represado do igarapé Barro Branco, localizado na Reserva Florestal Adolpho Ducke, local utilizado como ambiente controle para os testes experimentais realizados em ambiente natural e para a coleta de girinos de Boana geographica não parasitados pelo ectoparasito Argulus sp. (Branchiura).
Fazenda Experimental Dimona
A Fazenda Experimental Dimona (Fazenda Dimona) localiza-se na divisa entre os Municípios de Manaus e Presidente Figueiredo, Estado do Amazonas, Brasil (2° 23'25,52''S 60°10'15,13''W), e faz parte da Área de Relevante Interesse Ecológico (ARIE) do Projeto Dinâmica Biológica de Fragmentos Florestais (PDBFF) do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (INPA). Trata-se de um trecho parcialmente represado de um córrego florestal de terra firme inserido em uma área de mata secundária com cerca de 25 anos, e ligada por um corredor florestal a uma área de floresta primária contínua. O trecho alagado mede cerca de 450 m2, com profundidade máxima de 1,20 m (que varia de acordo com as chuvas locais), substrato composto predominantemente por serapilheira grosseira e matéria orgânica particulada fina sobre fundo arenoso e argiloso (Fig. 2). O ambiente aquático também inclui galhos e troncos submersos e manchas de plantas herbáceas aquáticas e semiaquáticas emergentes (Thurnia sphaerocephala, Thurniaceae; Urospata sagittifolia, Araceae; uma espécie de Bromeliaceae semi-aquática; e Cyclanthus sp., Cyclanthaceae). A temperatura da água variou de 24 a 26°C, com pouca variação sazonal, durante o período de estudo.
Figura 4. Vista geral da área do igarapé parcialmente represado localizado na Fazenda Experimental Dimona, local utilizado para os testes experimentais realizados em ambiente natural e para de coleta de girinos de Boana geographica infectados pelo ectoparasito Argulus sp. (Branchiura).
Organização da Tese
A presente Tese apresenta cinco capítulos, na forma de estudos de caso contendo os respectivos objetivos específicos.
Objetivos específicos do Capítulo I – Danos oculares causados por metacercárias de Austrodiplostomum compactum e seus efeitos na biologia de um peixe piscívoro na Amazônia central.
A) Investigar se os parasitos oculares do peixe piscívoro Acestrorhynchus falcirostris interferem no grau de bem-estar (higidez) do indivíduo;
B) Verificar se há modificações na anatomia dos olhos dos indivíduos de A. falcirostris;
infectados, bem como problemas oculares causados pelos parasitos (catarata).
Objetivos específicos do Capítulo II - Metacercárias que parasitam os olhos de Acestrorhynchus falcirostris não influenciam na escolha das presas de acordo com o estrato da coluna d’água.
A) Determinar se o consumo de alimento (presas) pelo peixe A. falcirostris, nos diferentes estratos da coluna d’água, é afetado pela ocorrência de catarata nos olhos dos indivíduos;
B) Investigar se o número de parasitos e/ou a presença de catarata exerce influência sobre a higidez do hospedeiro, refletindo no seu bem-estar e/ou no acúmulo de reservas de energia.
Objetivo específico Capítulo III – Parasitismo por trematódeos digenéticos nas gônadas de Acestrorhynchus falcirostris: castração ou oportunidade?
A) Investigar se ocorre castração parasitária por trematódeos digenéticos parasitos de gônadas em A. falcirostris;
B) Investigar se o número de parasitos exerce influência sobre a higidez do hospedeiro, refletindo no seu bem-estar ou no acúmulo de reservas de energia.
Objetivos específicos Capítulo IV - Ectoparasitos branquiúros afetam negativamente a história de vida de girinos de Boana geographica em um igarapé na Amazônia central.
A) Investigar se ocorre atraso no desenvolvimento em girinos de B. geographica parasitados por Argulus sp., prolongando a fase de vida aquática do anfíbio;
B) Investigar se a presença de parasitos (Argulus sp.) altera a distribuição temporal de desovas e girinos de B. geographica em igarapés amazônicos;
C) Investigar, experimentalmente, se Argulus sp. interfere no comportamento de agregação de girinos de B. geographica;
D) Investigar se Argulus sp. interfere na sobrevivência de girinos de B. geographica.
Objetivo específico Capítulo V - Um negócio arriscado: evidências de preferência de um ectoparasito aquático por um hospedeiro efêmero em um igarapé na Amazônia central.
Investigar, experimentalmente, se existe preferência de associação entre o parasito Argulus sp. e o girino de Boana geographica oriundos de igarapés amazônicos.
