Para explorar esse processo, a equipe utilizou ferramentas avançadas, como espectrometria de massas e ressonância magnética nuclear (RMN), para identificar os compostos de defesa produzidos pelas árvores de abeto e rastrear como os besouros os processam. Os pesquisadores descobriram que os besouros que se alimentam de árvores de abeto absorvem compostos defensivos do floema, especialmente glicosídeos fenólicos como estilbenos e flavonoides.

Dentro dos besouros, esses compostos são quimicamente modificados. Os insetos os convertem em agliconas, que não contêm mais moléculas de açúcar e possuem efeitos antimicrobianos muito mais potentes. Esses químicos transformados fornecem uma proteção eficaz contra patógenos fúngicos. “Não esperávamos que os besouros pudessem converter as defesas do abeto em derivados mais tóxicos de forma tão direcionada”, disse a autora principal Ruo Sun, do Departamento de Bioquímica.

Um Fungos Que Pode Desativar as Defesas Químicas dos Besouros

Os cientistas então analisaram como essas defesas dos besouros afetam o fungo Beauveria bassiana. “Embora esse fungo não tenha sido eficaz no controle dos besouros do ácaro no passado, encontramos cepas que infectaram e mataram naturalmente esses insetos. Por isso, queríamos investigar mais de perto como conseguiram infectar os besouros com sucesso,” explica Ruo Sun.

Análises laboratoriais e testes enzimáticos mostraram que o fungo utiliza uma estratégia de desintoxicação em duas etapas. A primeira fase é a glicosilação, que adiciona um açúcar de volta às agliconas tóxicas. A segunda é a metilação, que agrega um grupo metil ao açúcar. Os compostos finais, conhecidos como metilglicosídeos, não são prejudiciais para Beauveria bassiana.

Essa modificação química, inesperadamente, ajuda o fungo a infectar os besouros, especialmente aqueles que se alimentaram antes de tecido de abeto rico em compostos fenólicos. Os metilglicosídeos também são resistentes às enzimas dos besouros que normalmente os quebrariam e restaurariam sua toxicidade através da hidrólise.

Estudos Genéticos Confirmam o Mecanismo de Desintoxicação

Para confirmar a importância dessa via, os pesquisadores inativaram os genes responsáveis pela metilglicosilação em Beauveria bassiana. Os fungos sem esses genes tiveram um sucesso muito menor ao infectar os besouros do ácaro, mostrando que o processo de desintoxicação é crucial para superar as defesas químicas dos besouros.

O estudo demonstra que os compostos defensivos das árvores podem ser repetidamente alterados à medida que transitam das plantas para os insetos e, em seguida, para os patógenos. Essas mudanças têm grandes implicações para a luta evolutiva contínua entre árvores, pragas e fungos. “Mostramos que um besouro do ácaro pode apropriar-se dos compostos defensivos de uma árvore para desenvolver defesas contra seus próprios inimigos. No entanto, como um desses inimigos, o fungo Beauveria bassiana, desenvolveu a capacidade de desintoxicar essas defesas antimicrobianas, pode infectar com sucesso os besouros do ácaro e, assim, ajudar a árvore na batalha contra os besouros,” resume o líder do estudo, Jonathan Gershenzon.

Aprimorando o Controle Biológico dos Besouros do Acaro

As descobertas podem auxiliar cientistas a desenvolver métodos de controle biológico mais eficazes. “Agora que sabemos quais cepas do fungo toleram os compostos fenólicos antimicrobianos dos besouros, podemos usar essas cepas para combater os besouros de forma mais eficiente,” diz Ruo Sun. O estudo também destaca a necessidade de investigar se as pragas desenvolveram resistência ou estratégias de desintoxicação ao utilizar pesticidas biológicos.

Em futuras pesquisas, a equipe planeja investigar a frequência da via de desintoxicação metilglicosilação em diferentes cepas de Beauveria bassiana e em outros fungos que infectam besouros do ácaro. Eles também visam entender como essa via interage com outras características do patógeno que influenciam o sucesso da infecção.