Induction of male sterility through manipulation of genetic mechanisms present in vector species of Triatominae. II. Partial restoration of male fertility

Abstract

The development of integrated measures which involve sterile mate release to supplement the conventional insecticidal techniques used in controlagainst insects of medical importance, raised the question, whether the vectors of Chagas'disease possess the natural mechanisms by manipulation of which they may be controlled. Results of earlier expenments, that had been published previously, were restricted to fragmentary information that raised various questions, the answer to which became available in the study herein described. Interspecific hybrids were produced from reciprocal crosses between T. pseudomaculata and T. sórdida and from unilateral crosses between female T. pseudomaculata and male. T. infestans. These females mated with males, laid less than the normal complement of eggs, but offspring was relatively abundant. When T. pseudomaculata females were paired with T. brasiliensis males, hybridization was more difficult because few of the females mated and those that did had a strongly reduced fertility. Adults emerged from ali crosses but exhibited sex disproportion, females predominating in all populations but one. The two Rhodnius species tested were also found to cross, but only when female R. prolixus were paired with male R. neglectus. These females laid a relatively high complement o f eggs, had a strongly reduced fertility, but 50% of the fertile eggs developed into vigorous adults, males predominating females. Neither type of hybrid male elicited fertilized eggs from either parental type of female, through their vesicula seminal is were found to be packed with spermatozoa, some normal looking and moving, others underdeveloped and motionless. Although, no artificial insemination was performed, the sperm in itself did not appear to be the prime inducer of sterility. Females paired with these hybrids did mate, sperm was transfered, as evidenced by the discharged spermatophores smeared with sperm, but did notcontain spermatozoa in their spermatecae. The failure of the sperm to migrate to the spermatecae indicate prezygotic pos-copulation incompatibility, thus the hybrid male can't be used to suppress populations. The female hybrids mated with parent males of either species had reduced fertility and ther sons were sterile as were those of their fertile daughters. However, continous backcrossing of the hybrid females and their female progeny to parental males partially restored fertility of the males and increased fertility of females, as scored by egg hatchability. Fertility of hybrid females, measured by the yield of adults capable to reproduce, indicated that the reproductive perfomance decreased when hybrid females and their daughters were backcrossed additional generations to parental males. It is tentatively suggested that hybrid females could be used for suppression if they compete efficiently with wild females.O desenvolvimento de métodos integrados que indicam a libertação de machos estéreis para suplementar as técnicas convencionais com inseticidas, utilizadas no controle de insetos de importância médica, coloca a questão de os vetores da Doença de Chagas possuírem mecanismos naturais pela manipulação dos quais possam os mesmos serem controlados. Resultados de experiências anteriores, previamente publicados, restringiram-se a informações fragmentares, levando várias questões, cujas respostas tornaram-se viáveis neste estudo. Híbridos interespecfficos originaram-se de cruzamentos recíprocos entre T. pseudomaculata e T. sórdida e de cruzamentos unilaterais entre fêmeas T. pseudomaculata e machos T. infestans. Essas fêmeas cruzaram facilmente, revelando, porém, fecundidade diminuida, ainda que a progênie fosse relativamente abundante. Quando fêmeas T. pseudomaculata foram acasaladas com machos T. brasiliensis, a hibridação foi mais difícil, porque poucas das fêmeas cruzaram e aquelas que o fizeram tiveram sua fertilidade altamente reduzida. De todos os cruzamentos resultaram adultos, com a razão macho/fêmea indicando sensível execesso de fêmeas em todas as populações, exceto em uma. O cruzamento entre as duas espécies de Rhodnius só se mostrou viável, quando a fêmea foi prolixus sendo o macho neglectus. Essas fêmeas revelaram fecundidade razoável e fertilidade altamente reduzida, porém, mais de 50% dos ovos eclodidos evoluíram até adultos vigorosos, os machos predominando as fêmeas. Os machos híbridos provenientes dos cruzamentos interespecíficos, tanto dos bilaterais quanto dos unilaterais, não chegaram a dar progênie, quando retrocruzados com fêmeas das espécies paternas, embora novelos de espermatozóides, alguns de aspecto e movimento normal, outros imaturos e imóveis, fossem encontrados em suas vesículas seminais. Ainda que nenhuma inseminação artificial fosse realizada, o esperma em si não parece ser responsável pela esterilidade induzida através da hibridação interespecífica. Fêmeas acasaladas com esses híbridos, sem dúvida cruzaram, como ficou evidenciado pela rejeição de espermatóforos com vestígios de esperma; entretanto, suas espermatecas não continham espermatozóides. A incapacidade de espermatozóides migrarem para as espermatecas indica incompatibilidade pós-copulativa, pré-zigótica. Assim sendo, o màcho híbrido não poderá competir com o macho natural e, conseqüentemente, não será útil na supressão das populações naturais. As fêmeas híbridas facilmente cruzam com machos paternos, mostrando, porém, fertilidade dramaticamente reduzida, sendo seus filhos estéreis, como o foram aqueles de suas filhas férteis. Entretanto, os retrocruzamentos dessas fêmeas híbridas e das suas filhas com machos paternos restabelecem parcialmente a fertilidade de machos e aumentam sensivelmente a fertilidade das fêmeas. Todavia, adotando-se como critério para caracterizar a fertilidade de fêmeas, o número de adultos evoluídos, capazes de se reproduzir, em vez do número de ovos eclodidos, concluiu-se que o potencial reprodutivo das fêmeas híbridas vem diminuindo nos retrocruzamentos sucessivos com machos paternos. Portanto, sugere-se tentativamente que a libertação de fêmeas híbridas possa talvez suprimir a população natural caso essas atraiam eficientemente o macho.