Caracterização de fatores que afetam a detecção de presas através do sequenciamento de alto desempenho do DNA

Abstract

A identificação de presas consumidas por predadores constitui-se em importante área da Ecologia por possibilitar o estudo das interações intra e interespecíficas em um ecossistema. Esse conhecimento ajuda a avaliar seu funcionamento e como as interações mudam em resposta ao ambiente. Para muitos estudos de predação o ideal é determinar a biodiversidade de presas consumidas por um dado predador a campo, o que ainda não tem sido satisfatoriamente alcançado pelos métodos em voga de detecção de presas devido a limitações diversas. Muitos deles não conferem resolução taxonômica desejável, ou são dependentes do conhecimento prévio das espécies predadas para ser possível detectá-las através do uso de marcadores específicos, ou se baseiam no uso de PCR, o que é limitado à eficiência dos primers utilizados. Este trabalho visou avaliar a meia-vida de detecção, a sensibilidade (número mínimo de presa detectável), a especificidade (resolução taxonômica) e a variabilidade do método de sequenciamento de alto desempenho do DNA do conteúdo gastrointestinal de predadores para identificação de presas consumidas, o qual teoricamente tem potencial para detectar a biodiversidade de presas consumidas. Nesse método, não há etapa intermediária de amplificação de regiões barcodes das presas. As presas são prontamente identificadas através da detecção de fragmentos de seus DNA mitocondriais sequenciados, graças ao uso de banco de referência de DNA mitocondrial de várias espécies, incluindo aquelas com potencial de serem presas do predador em estudo. Adicionalmente, avaliou-se a relação de dependência da detecção da presa em função: das espécies de presapredador em interação; da fase do ciclo de vida do predador; do seu modo de alimentação; do número de presas predadas; da predação ser primária ou secundária; da temperatura de digestão; do número de unidades experimentais (indivíduo-predador) utilizado por biblioteca de DNA; do tamanho do inserto (550 e 350 pb) utilizado nas bibliotecas. Quatro bioensaios de alimentação foram realizados utilizando como presas as espécies Myzus persicae, Bemisia tabaci, Spodoptera frugiperda, importantes pragas agrícolas, e como predadores Cycloneda sanguinea, Harmonia axyridis, Hippodamia convergens, Chrysoperla externa, importantes inimigos naturais de pragas agrícolas. Após controle de qualidade dos dados de sequenciamento e de análises de bioinformática (pipelines customizados) constatou-se que: houve detecção da ingestão de uma unidade experimental da presa pelo menos imediatamente após predação; houve detecção das presas com alta resolução taxonômica (nível de espécie), porém houve também detecção de falsos-positivos na maioria das bibliotecas e de falsonegativo nas bibliotecas de B. tabaci; o tempo pós-predação, as espécies de presa-predador em interação e a forma de alimentação do predador afetaram a detecção da presa; o período de detectabilidade variou em função das espécies de presa-predador em interação; houve detecção de predação secundária. Por outro lado, a temperatura de digestão da presa e o número de presas consumidas não afetaram a detecção da presa, no entanto quanto maior o número de presas consumidas maior foi o período de detectabilidade. Portanto, esse método é adequado para identificar a biodiversidade de predadores amostrados a campo, no entanto, devido a possibilidade de detecção de falsos positivos, recomenda-se confirmar o consumo de cada espécie detectada através de método complementar espécie-específico. Adicionalmente, recomenda-se também sempre usar controle negativo (predador sem alimentação) para verificação de potenciais falsos positivos.