Reproductive isolation between Brazilian strains of Helicoverpa zea and Helicoverpa armigera (Lepidoptera: Noctuidae)

O gênero Helicoverpa Hardwick, 1965 (Lepidoptera: Noctuidae: Heliothinae) compreende insetos pragas de distribuição cosmopolita. Historicamente no Brasil, H. zea (Boddie) é a principal praga do gênero, no entanto, em 2013 foi reportado pela primeira vez no território brasileiro H. armigera (Hübner). Estudos filogenéticos, morfológicos e ecológicos têm relacionado estas duas espécies como irmãs. A possibilidade de hibridação entre H. armigera e H. zea em condições naturais desperta interesse sobre os mecanismos genéticos, reprodutivos, de desenvolvimento e comportamentais de especiação dessas espécies. Além disso, H. armigera e H. zea são pragas severas para diversos cultivos, o que torna o entendimento destes processos crucial para o desenvolvimento de estratégias de controle. Dentro deste contexto, nosso objetivo foi confirmar a viabilidade e a adaptabilidade da prole híbrida entre as linhagens brasileiras de H. zea e H. armigera. Associado a isso, nós também testamos a tolerância da linhagem híbrida a deltametrina e plantas geneticamente modificadas (Bt). E por último, aplicamos marcadores moleculares em indivíduos oriundos do campo para identificar a ocorrência natural de possíveis indivíduos híbridos em diferentes cultivos e regiões do território brasileiro. Nossos resultados confirmam a possibilidade de surgimento de uma prole híbrida fértil entre as linhagens brasileiras de H. zea e H. armigera. Assim como os marcadores nucleares sugerem a presença de indivíduos híbridos em condições naturais no território brasileiro. Os mecanismos pré-copulatórios de especiação parecem ser menos efetivos na manutenção do isolamento reprodutivo, visto que os testes de escolha revelaram cruzamentos interespecíficos recíprocos entre as espécies. A linhagens híbridas tiveram um menor intervalo de tempo entre cada geração (T) ao serem comparadas com as linhagens parentais puras, porém a capacidade de fêmeas gerarem fêmeas e a capacidade de manter a população em crescimento (Ro, rm,) foram menores que as linhagens puras, indicando uma tendência à extinção das populações ao longo das gerações. As proles híbridas tiveram índice de sobrevivência a deltametrina equivalente ao da linhagem parental H. armigera, já os indivíduos híbridos da geração F2 (F1xF1) apresentaram menor sobrevivência em relação a H. armigera. Não houve sobrevivência das linhagens parentais e híbridas nos testes de sobrevivência ao algodão Bt. A baixa viabilidade de cruzamentos híbridos em laboratório e a baixa frequência no campo confirmaram isolamento reprodutivo entre H. zea e H. armigera, mesmo que parcial.The genus Helicoverpa Hardwick, 1965 (Lepidoptera: Noctuidae: Heliothinae) includes insect pests of cosmopolitan distribution. Historically in Brazil, H. zea is the main pest of the genus (Boddie), however in 2013 H. armigera (Hübner was first reported in Brazil). Phylogenetic, morphological and ecological traits have suggested these two species are \"sibling species\". The possibility of hybridization between H. armigera and H. zea under natural conditions arouses interest in genetic, reproductive, developmental and behavioral mechanisms of speciation between these species. In addition, H. armigera and H. zea are severe pests in several crops, which makes the understanding of these processes critical to the development of control strategies. Within this context, our goal was to carry out interspecific bioassays of behavior and development to confirm the viability and fitness of hybrid offspring between Brazilian strains of H. zea and H. armigera. Furthermore, we tested the tolerance of the hybrid strains to deltamethrin and genetically modified cotton plant (Bt). Finally, we applied molecular markers in specimens from different regions and hosts to identify the possible occurrence of natural hybrid specimens in Brazil. Our results confirm the possibility of emergence of a fertile hybrid offspring between Brazilian strains of H. zea and H. armigera. In addition nuclear markers suggest the presence of individual hybrids in natural conditions in Brazil. Pre-copulatory speciation mechanisms are not effective in the maintenance of reproductive isolation, since the choice tests showed reciprocal interspecific crosses between species. The hybrid strains showed lower developmental time among generations (T) when compared with the parental strains. However, hybrid females have lower reproductive capacity and maintaining growing population (Ro, RM, λ), indicating an extinction trend of populations over generations. The hybrid individuals F1 showed equivalent survival to deltamethrin than H. armigera parental strain, however hybrid individuals F2 (F1xF1) showed lower survival to H. armigera. There were no survival of the parental and hybrid strains to Bt cotton. The low viability of interspecific crosses in the laboratory and the low frequency in the field confirmed reproductive isolation between H. zea and H. armigera Brazilian strains, even partial