Published August 15, 2019
| Version v1
Publication
Open
BASAL RESISTANCE AGAINST A PATHOGEN IS MORE BENEFICIAL THAN IMMUNE PRIMING RESPONSES IN FLOUR BEETLES
Creators
- 1. National Centre for Biological Sciences
- 2. Ashoka University
Description
Insects exhibit various forms of immune responses, including basal resistance to pathogens and a form of immune memory (priming) that can act within or across generations. The evolutionary drivers of such diverse immune functions remain poorly understood. Previously, we found that in the beetle Tribolium castaneum, both resistance and priming evolved as mutually exclusive strategies against the pathogen Bacillus thuringiensis. However, since evolved resistance improved survival far more than priming, the evolution of priming in some populations was puzzling. Was resistance more costly in these populations, or did priming provide added benefits? To test this, we revisited our evolved beetles and analyzed the costs and benefits of evolved priming vs. resistance. Surprisingly, resistant beetles increased reproduction after infection, with no measurable costs. In contrast, mounting a priming response reduced offspring early survival, development rate and reproduction. Even added trans-generational survival benefits of evolved priming could not tilt the balance in favor of priming. Hence, resistance is consistently more beneficial than priming; and the evolution and persistence of costly priming rather than resistance remains a mystery. Nevertheless, our work provides the first detailed comparison of the complex fitness consequences of distinct insect immune strategies, opening new questions about their evolutionary dynamics.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تُظهر الحشرات أشكالًا مختلفة من الاستجابات المناعية، بما في ذلك المقاومة القاعدية لمسببات الأمراض وشكل من أشكال الذاكرة المناعية (التحضير) التي يمكن أن تعمل داخل أو عبر الأجيال. لا تزال الدوافع التطورية لمثل هذه الوظائف المناعية المتنوعة غير مفهومة بشكل جيد. في السابق، وجدنا أنه في الخنفساء Tribolium castaneum، تطورت كل من المقاومة والتهيئة كاستراتيجيات حصرية متبادلة ضد مسببات الأمراض Bacillus thuringiensis. ومع ذلك، نظرًا لأن المقاومة المتطورة حسنت البقاء على قيد الحياة أكثر بكثير من التحضير، فإن تطور التحضير لدى بعض السكان كان محيرًا. هل كانت المقاومة أكثر تكلفة في هؤلاء السكان، أم أن التحضير قدم فوائد إضافية ؟ لاختبار هذا، أعدنا النظر في خنافسنا المتطورة وحللنا تكاليف وفوائد التهيئة المتطورة مقابل المقاومة. والمثير للدهشة أن الخنافس المقاومة زادت من التكاثر بعد الإصابة، دون أي تكاليف قابلة للقياس. في المقابل، أدى تصاعد الاستجابة الأولية إلى تقليل بقاء النسل مبكرًا ومعدل نموه وتكاثره. حتى فوائد البقاء على قيد الحياة عبر الأجيال المضافة للتجهيز المتطور لم تتمكن من إمالة التوازن لصالح التجهيز. وبالتالي، فإن المقاومة أكثر فائدة باستمرار من التحضير ؛ ويظل تطور واستمرار التحضير المكلف بدلاً من المقاومة لغزًا. ومع ذلك، يوفر عملنا أول مقارنة تفصيلية لعواقب اللياقة المعقدة للاستراتيجيات المناعية للحشرات المتميزة، مما يفتح أسئلة جديدة حول ديناميكياتها التطورية.Translated Description (French)
Les insectes présentent diverses formes de réponses immunitaires, y compris une résistance basale aux agents pathogènes et une forme de mémoire immunitaire (amorçage) qui peut agir au sein ou entre les générations. Les facteurs évolutifs de ces diverses fonctions immunitaires restent mal compris. Auparavant, nous avons constaté que chez le coléoptère Tribolium castaneum, la résistance et l'amorçage évoluaient comme des stratégies mutuellement exclusives contre l'agent pathogène Bacillus thuringiensis. Cependant, comme l'évolution de la résistance améliorait la survie beaucoup plus que l'amorçage, l'évolution de l'amorçage dans certaines populations était déroutante. La résistance était-elle plus coûteuse dans ces populations ou l'amorçage apportait-il des avantages supplémentaires ? Pour tester cela, nous avons revisité nos coléoptères évolués et analysé les coûts et les avantages de l'amorçage évolué par rapport à la résistance. Étonnamment, les coléoptères résistants ont augmenté la reproduction après l'infection, sans coûts mesurables. En revanche, la mise en place d'une réponse d'amorçage a réduit la survie précoce, le taux de développement et la reproduction de la progéniture. Même les avantages de survie transgénérationnelle ajoutés de l'amorçage évolué ne pouvaient pas faire pencher la balance en faveur de l'amorçage. Par conséquent, la résistance est toujours plus bénéfique que l'amorçage ; et l'évolution et la persistance d'un amorçage coûteux plutôt que la résistance reste un mystère. Néanmoins, notre travail fournit la première comparaison détaillée des conséquences complexes sur la condition physique de stratégies immunitaires distinctes des insectes, ouvrant de nouvelles questions sur leur dynamique évolutive.Translated Description (Spanish)
Los insectos exhiben diversas formas de respuestas inmunitarias, incluida la resistencia basal a los patógenos y una forma de memoria inmunitaria (cebado) que puede actuar dentro o entre generaciones. Los impulsores evolutivos de funciones inmunitarias tan diversas siguen siendo poco conocidos. Anteriormente, encontramos que en el escarabajo Tribolium castaneum, tanto la resistencia como el cebado evolucionaron como estrategias mutuamente excluyentes contra el patógeno Bacillus thuringiensis. Sin embargo, dado que la resistencia evolucionada mejoró la supervivencia mucho más que el cebado, la evolución del cebado en algunas poblaciones fue desconcertante. ¿La resistencia fue más costosa en estas poblaciones o el cebado proporcionó beneficios adicionales? Para probar esto, revisamos nuestros escarabajos evolucionados y analizamos los costos y beneficios del cebado evolucionado frente a la resistencia. Sorprendentemente, los escarabajos resistentes aumentaron la reproducción después de la infección, sin costes medibles. Por el contrario, el montaje de una respuesta de cebado redujo la supervivencia temprana de la descendencia, la tasa de desarrollo y la reproducción. Incluso los beneficios adicionales de supervivencia transgeneracional del cebado evolucionado no pudieron inclinar la balanza a favor del cebado. Por lo tanto, la resistencia es consistentemente más beneficiosa que el cebado; y la evolución y persistencia del cebado costoso en lugar de la resistencia sigue siendo un misterio. Sin embargo, nuestro trabajo proporciona la primera comparación detallada de las complejas consecuencias de aptitud de distintas estrategias inmunitarias de insectos, abriendo nuevas preguntas sobre su dinámica evolutiva.Files
734038.full.pdf.pdf
Files
(891.0 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:f6778902b8ac2584ec6dde1edd992473
|
891.0 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- المقاومة القاعدية ضد العامل الممرض أكثر فائدة من الاستجابات الأولية المناعية في خنافس الدقيق
- Translated title (French)
- LA RÉSISTANCE BASALE CONTRE UN AGENT PATHOGÈNE EST PLUS BÉNÉFIQUE QUE LES RÉPONSES D'AMORÇAGE IMMUNITAIRE CHEZ LES COLÉOPTÈRES DE LA FARINE
- Translated title (Spanish)
- LA RESISTENCIA BASAL CONTRA UN PATÓGENO ES MÁS BENEFICIOSA QUE LAS RESPUESTAS INMUNITARIAS DE CEBADO EN LOS ESCARABAJOS DE LA HARINA
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2967223956
References
- https://openalex.org/W1508832677
- https://openalex.org/W1519120937
- https://openalex.org/W1562407349
- https://openalex.org/W1967183701
- https://openalex.org/W1984643976
- https://openalex.org/W1994003041
- https://openalex.org/W1997917731
- https://openalex.org/W2009604662
- https://openalex.org/W2018330045
- https://openalex.org/W2055735866
- https://openalex.org/W2061226778
- https://openalex.org/W2062382041
- https://openalex.org/W2063616402
- https://openalex.org/W2081490129
- https://openalex.org/W2081692326
- https://openalex.org/W2093242626
- https://openalex.org/W2095286561
- https://openalex.org/W2108808914
- https://openalex.org/W2111368607
- https://openalex.org/W2117621987
- https://openalex.org/W2119512070
- https://openalex.org/W2128828645
- https://openalex.org/W2130133091
- https://openalex.org/W2148316612
- https://openalex.org/W2154121558
- https://openalex.org/W2157764333
- https://openalex.org/W2164091324
- https://openalex.org/W2166571118
- https://openalex.org/W2177942131
- https://openalex.org/W2179591436
- https://openalex.org/W2184599734
- https://openalex.org/W2194458678
- https://openalex.org/W2289082248
- https://openalex.org/W2306522809
- https://openalex.org/W2500932610
- https://openalex.org/W2592587397
- https://openalex.org/W2594626140
- https://openalex.org/W2610538021
- https://openalex.org/W2613048284
- https://openalex.org/W2731350223
- https://openalex.org/W2949158193
- https://openalex.org/W2951259978
- https://openalex.org/W2951337779
- https://openalex.org/W2976620913