‘SUPERGENE’ PERMITE DISFARCE ENTRE BORBOLETAS

A esquerda Papilio polytes e a direita Pachliopta aristolochiae

A esquerda Papilio polytes e a direita Pachliopta aristolochiae

Na década de 1860, um naturalista britânico chamado Henry Walter Bates notou um comportamento curioso no reino animal: insetos inofensivos imitam a aparência de uns tóxicos. Eles fazem isso, e tem motivos, é para evitar serem comidos por predadores. Seu contemporâneo Alfred Russel Wallace adicionou uma nova reviravolta: em uma espécie de borboleta generalizada – as borboletas rabo de andorinha onde só de certas fêmeas são imitadoras. Agora, os pesquisadores resolveram o mistério de como essas fêmeas especiais são capazes de tirar seu disfarce salva-vidas.

Mimetismo é quando uma espécie copia outra em detalhes precisos, caso contrário, um predador não se deixa enganar. Machos e fêmeas não mímicos de Papilio polytes têm asas pretas com apenas uma faixa amarela fraca na asa posterior. Mas os imitadores do sexo feminino têm sombreamento branco intrincado em nas asas anteriores que descreve as veias das asas e manchas de laranja avermelhado e branco na asa posterior. Eles também têm uma “cauda” na parte inferior da asa. O padrão imita o da borboleta Pachliopta aristolochiae, que tem gosto ruim para as aves.

Nos últimos 150 anos, no entanto, um mistério tem desafiado os biólogos: Por que não existem imitadores incompletos? Os cientistas assumiram que múltiplos genes são responsáveis ​​por essas cores complexas e marcações. Assim, durante a reprodução, algumas versões dos genes indutores de mímica devem se misturar com genes que conferem o aspecto típico da espécie e levam a um padrão de asa no meio. Mas as borboletas não têm esse padrão.

Os pesquisadores propuseram que os genes indutores de mímica ficam juntos como parte de um “supergene”, grudados lado a lado em um cromossomo e herdado como uma unidade. Mas “até agora, tivemos muito pouco conhecimento de como esses mimetismo de supergenes trabalhar”, diz James Mallet, biólogo evolucionista da Universidade de Harvard, que não estava envolvido com o trabalho.

Incentivado pelos avanços nas ferramentas genéticas para rastrear genes, Marcus Kronforst, biólogo evolucionista da Universidade de Chicago, em Illinois, e seus colegas criaram nove famílias dessas borboletas, cruzando a prole com os pais para refinar a base genética para um padrão de asa de cinco genes. Um gene em particular, chamado doublesex parecia promissor. Na mosca da fruta e outros organismos este gene ajuda a determinar o sexo do embrião em desenvolvimento. Como o mimetismo nessas borboletas é limitado a um sexo, Kronforst decidiu olhar mais atentamente para este gene.

Para sua surpresa, os pesquisadores descobriram que o mimetismo complexo empregado pelas fêmeas é devido a este único gene, doublesex, eles relatam na Revista Nature. A equipe comparou seqüência de doublesex e atividade em imitadores e não imitadores. Houve quase 1000 diferenças na sequência, e em imitadores o gene era mais ativo.

Ainda assim, mesmo um único gene pode criar uma variedade de cores e padrões em diferentes indivíduos, trocando seus componentes com o gene correspondente no outro cromossomo durante a reprodução. Mas a equipe de Kronforst especula que isso não aconteça com doublesex porque é invertido em relação aos outros genes, incluindo o gene correspondente. Isso evita misturar e combinar de seu DNA e explica por que não há imitadores pela  metade. As fêmeas que herdem a versão invertida de doublesex são imitadores, enquanto que as fêmeas que recebem a versão normal do gene não são.

“É extraordinário que um gene tão importante como doublesex está preparado para fazer todas essas outras coisas no padrão de cor e morfologia”, diz Mallet. “O trabalho amplia a nossa visão do que é um supergene”, acrescenta Mathieu Joron, biólogo evolucionista do Museu Nacional de História Natural de Paris, que não estava envolvido com o trabalho. Como originalmente previsto, supergenes conter vários genes. “No entanto, este estudo mostra que esses múltiplos elementos podem ser partes distintas de um mesmo gene “, diz ele . “O estudo é notável”.

Os cientistas discordam sobre o quanto são comuns esses supergenes. “Não é provável que existam muitas supergenes”, diz Deborah Charlesworth, bióloga evolucionista da Universidade de Edimburgo, no Reino Unido. Mas outros pesquisadores sabem de supergenes subjacentes ao mimetismo em outras borboletas. “Eles evoluíram de forma independente uma solução muito semelhante em resposta a pressões para mimetismo preciso em contextos muito diferentes”, diz Joron. Há exemplos de supergenes nas plantas, caracóis e formigas de fogo para fins que não sejam o mimetismo complexo. Como a lista cresce, Joron diz, “é de extrema importância entender como eles estão funcionando”.

Fonte: Science mag

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