Coevolução entre parasitas e hospedeiros

Departamento de Genética, Ecologia e Evolução, Instituto de Ciências Biológicas
Instituto de Estudos Avançados Transdisciplinares
Universidade Federal de Minas Gerais

As interações entre espécies no parasitismo demandam um equilíbrio tênue entre adaptações ofensivas e defensivas, em um cenário de evolução constante, sem que um lado tenha vantagem definitiva

CRÉDITO: IMAGEM ADOBESTOCK

O parasitismo é uma interação de espécies em que o parasita vive às custas do hospedeiro e que resulta geralmente em coevolução (ver CH 427). Diferente dos predadores, os parasitas dependem da sobrevivência prolongada do hospedeiro para completar seu ciclo de vida.

O parasitismo evoluiu independentemente em vários grupos de organismos, sugerindo que essa interação oferece vantagens seletivas em diferentes contextos ecológicos e envolve adaptações complexas. Enquanto o hospedeiro é selecionado por sua capacidade de resistir ou tolerar a infecção, o parasita é selecionado por sua eficácia em invadir, explorar e se replicar dentro do hospedeiro, geralmente perdendo características que eram importantes para a sobrevivência do seu ancestral de vida livre. Por exemplo, os platelmintos (como as tênias) perderam estruturas digestivas como resposta adaptativa ao ambiente intestinal de seus hospedeiros, onde os nutrientes já estão parcialmente digeridos.

Durante uma longa interação de parasitismo, coadaptações surgem no parasita e no hospedeiro. Por exemplo, hospedeiros podem desenvolver sistemas imunológicos mais eficientes, enquanto, em resposta, mecanismos de evasão imunológica podem evoluir nos parasitas. Esse processo dinâmico é chamado de ‘Rainha Vermelha’, em referência à personagem do autor britânico Lewis Carroll (1832-1898) que precisa correr continuamente para permanecer no mesmo lugar – uma metáfora para a corrida armamentista evolutiva entre hospedeiros e parasitas. Cada nova defesa do hospedeiro pode levar ao surgimento de uma nova ofensiva do parasita, e vice-versa, mantendo ambos em constante evolução, sem que um lado obtenha vantagem definitiva.

Alguns parasitas acompanham a nossa espécie desde nossa origem, há mais de 200 mil anos na África. Um exemplo emblemático é o protozoário causador da malária, o Plasmodium falciparum. Nos locais da África onde a malária é muito comum, as populações humanas locais apresentam uma frequência elevada do gene da hemoglobina S, uma variante da proteína que transporta oxigênio dentro das hemácias de nosso sangue. Embora a hemoglobina S cause uma doença hereditária grave (anemia falciforme), os indivíduos portadores (com apenas um gene S, materno ou paterno) não têm anemia severa, mas apresentam maior resistência à malária. Isso ocorre porque a seleção natural favorece variantes genéticas mais vantajosas ao hospedeiro em um ambiente cuja pressão seletiva mais significativa é a doença infecciosa.

Uma das principais adaptações defensivas dos hospedeiros frente aos seus parasitas se encontra nos genes do sistema imune. Nos vertebrados, existem inúmeros genes com alta diversidade de variantes (ou alelos), que favorecem múltiplas respostas a parasitas diferentes. Este é o caso das interações vírus-hospedeiros, como a que ocorreu entre o SARS-Cov-2 e humanos durante a pandemia de covid-19. Nosso contato com esse vírus se deu no final de 2019 e ainda não resultou em resposta evolutiva aparente de nossa espécie, mas os vírus (que duplicam a cada 6h) evoluíram em diversas variantes, algumas mais ou menos contagiosas ou letais.

Já os vírus da gripe (influenza) estão há milhares de anos junto da linhagem humana e se dividem em três tipos principais: A, B e C. Enquanto os vírus influenza B e C são quase estritamente encontrados em humanos, as variantes do influenza A são também encontradas em outros primatas, aves e suínos. Nossa espécie tem muitos genes do sistema imune que combatem os vírus da gripe, mas frequentemente alguma variante de influenza A escapa da imunidade humana e causa epidemias e pandemias. Foi o caso da gripe espanhola que matou aproximadamente 50 milhões de pessoas entre 1917 e 1918, causada por uma variante descendente da influenza A H1N1 que foi transmitida de aves. Como os vírus influenza A circulam simultaneamente entre muitas espécies diferentes, há mais oportunidades para o aparecimento de novas variantes selecionadas pelo seu alto grau de contágio. Isso também aconteceu em 2009, quando uma nova variante descendente do vírus da gripe de 1918 (H1N1) foi transmitida a humanos a partir de suínos na Califórnia (Estados Unidos), causando uma nova pandemia.

Teoricamente, os parasitas podem eventualmente escapar das defesas do hospedeiro, em uma situação em que o equilíbrio da ‘Rainha Vermelha’ é rompido. Nesse cenário, os hospedeiros não se adaptam e pode ocorrer sua extinção, como imaginado em algumas ficções apocalípticas do cinema. Na vida real, isso pode ter ocorrido em 1932 com a tetraz (um tipo de codorna) da ilha Martha’s Vineyard, em Massachusetts (Estados Unidos), quando essa ave teria sido finalmente dizimada por um vírus contraído de galinha de granja, uma espécie exótica e tolerante à virose.

Cada nova defesa do hospedeiro pode levar ao surgimento de uma nova ofensiva do parasita, e vice-versa, mantendo ambos em constante evolução

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