Tese
Efeito de mudanças climáticas na interação parasito-hospedeiro, fisiologia e imunidade de tambaqui Colossoma macropomum (Cuvier, 1818)
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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.
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.
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