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Título: Efeito de mudanças climáticas na interação parasito-hospedeiro, fisiologia e imunidade de tambaqui Colossoma macropomum (Cuvier, 1818)
Autor: Costa, Jaqueline
Orientador: Val, Adalberto
Palavras-chave: Colossoma macropomum
Tambaqui
Estresse oxidativo
Parasitismo
Data do documento: 1-Nov-2021
Programa: Genética, Conservação e Biologia Evolutiva - GCBEv
Abstract: Climate change driven by greenhouse gas emissions has been occurring at an accelerated pace, affecting environmental dynamics, and living beings. Temperature is the main factor that affects the life of ectothermic species such as fish, as it influences organismic interactions, such as hostparasite systems. The increase in temperature and CO2 is expected to affect this interaction with other critical physiological processes in fish, in addition to threatening the functionality of the host's immune system and promoting the emergence of diseases. However, to date, studies that assess the impacts of climate change on the processes described above in Amazonian species are non-existent, making the results presented in this thesis unprecedented. Among these species, the tambaqui Colossoma macropomum has great economic importance and is the native fish most produced in continental aquaculture in South America. Therefore, this thesis aims to evaluate the effect of increased temperature and CO2 (RCP8.5), foreseen by the IPCC (2014) for the year 2100, on the host-parasite interaction, physiological parameters, and immunity in tambaqui. In chapter I, our results showed that after 7 days of exposure to the extreme climate scenario (RCP8.5) it caused a rapid increase in the intensity of parasitism by monogeneans and possible acute inflammation, indicated by increased expression of inflammatory genes and suppression of the anti-inflammatory gene in animals more parasitized and exposed to the RCP8.5 scenario. It suggests that the parasitized tambaqui in control scenario presents a response to tissue damage, which is not observed in animals exposed to extreme scenario. In chapter II, tambaqui exposed to the RCP8.5 scenario for 7 and 30 days and two intensities of parasitism showed a rapid and aggressive increase in the mean intensity of parasitism after 7 days of exposure, followed by a decrease after 30 days. The combination of exposure to extreme climate change scenario and parasitism caused oxidative stress and osmoregulatory disturbance, possibly linked to inflammatory processes caused by the high degree of parasitism and that can have important impacts on the long-term survival capacity of the host. In chapter III, tambaqui subjected to the same conditions as in chapter II, showed suppression of genes related to the control of inflammation and apoptosis, in addition to an increase in mRNA levels of pro-inflammatory and pyroptosis-related genes during 7 days of exposure to the RCP8.5 scenario, also indicating a stage of immunosuppression in animals. After 30 days of exposure, all genes tended to return to similar levels in the control scenario, possibly due to the decrease in parasite load caused by chronic exposure to the extreme scenario. Our results suggest that the intensity of parasitism increased by the climate change scenario is responsible for disturbances in the host's physiology and immune system and highlight the importance of public policies aimed at reducing the causative agents of climate change.
Resumo: As mudanças climáticas impulsionadas pelas emissões de gases de efeito estufa vêm ocorrendo de forma acelerada, afetando a dinâmica ambiental e os seres vivos. Temperatura é o principal fator que afeta a vida das espécies ectotérmicas como os peixes, uma vez que influencia as interações organísmicas, como os sistemas parasito-hospedeiro. Prevê-se que o aumento da temperatura e do CO2 afetem essa interação bem como outros processos fisiológicos críticos em peixes além de ameaçar a funcionalidade do sistema imune dos hospedeiros e propiciar o surgimento de doenças. No entanto, até o presente momento, estudos que avaliem os impactos de mudanças climáticas nos processos descritos acima para as espécies Amazônicas são inexistentes, tornando os resultados apresentados nesta tese, inéditos. Dentre estas espécies, o tambaqui, Colossoma macropomum, possui grande importância econômica, e é o peixe nativo mais produzido na aquicultura continental da América do Sul. Portanto, a presente tese tem como objetivo avaliar o efeito do aumento de temperatura e CO2 (Representative Concentration Pathway (RCP) 8.5), previstos pelo IPCC (2014) para o ano 2100, sobre a interação parasitohospedeiro, parâmetros fisiológicos e imunidade em tambaqui. No capítulo I nossos resultados mostraram que sete dias de exposição ao cenário climático extremo causou rápido aumento da intensidade do parasitismo por monogeneas e possível inflamação aguda, indicada pela maior expressão de genes envolvidos com o sistema inflamatório nos animais mais parasitados e expostos ao cenário RCP8.5. Isso sugere que o tambaqui parasitado no cenário controle apresenta uma resposta ao dano tecidual, o que não é observado nos animais expostos ao cenário extremo. No capítulo II, exemplares de tambaqui exposto ao cenário RCP8.5 durante sete e trinta dias e duas intensidades de parasitismo apresentaram um aumento rápido e agressivo da intensidade média de parasitismo após sete dias de exposição, seguido de diminuição após trinta dias. A combinação da exposição ao cenário de mudanças climáticas extremas e parasitismo causaram estresse oxidativo e distúrbio osmorregulatório, possivelmente ligados a processos inflamatórios causados pelo alto grau de parasitismo e que podem ter importantes impactos na capacidade de sobrevivência ao longo prazo no hospedeiro. Já no capítulo III, exemplares de tambaqui submetidos às mesmas condições do capítulo II, mostraram supressão de genes relacionados ao controle da inflamação e apoptose, além de aumento nos níveis de mRNA de genes pró-inflamatórios e relacionados à piroptose durante sete dias de exposição ao cenário RCP8.5, indicando também um estágio de imunodepressão nos animais. Após 30 dias de exposição, todos os genes tenderam a retornar para níveis semelhantes no cenário controle, possivelmente devido à diminuição da carga parasitária causada pela exposição crônica ao cenário extremo. Nossos resultados sugerem que a intensidade do parasitismo aumentada pelo cenário de mudanças climáticas é responsável por distúrbios na fisiologia e sistema imunológico do hospedeiro e destacam a importância de políticas públicas voltadas para a diminuição dos agentes causadores das mudanças climáticas.
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