BORBOLETA RECÉM-DESCOBERTA NO ALASKA PODE CONTER PISTAS SOBRE AS MUDANÇAS CLIMÁTICAS. (Comentado)

Os investigadores descobriram uma possível nova espécie de borboleta no Alaska e acreditam que ela pode nos dizer mais sobre o ritmo das mudanças climáticas.

(Andrew Warren)

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O Tanana Ártico, ou Oeneis tanana, provavelmente evoluiu a partir de um raro híbrido quando duas espécies de borboletas acasalaram antes da última Era do gelo, de acordo com um estudo publicado no Journal of Research on the Lepidoptera.

Enquanto a borboleta poderia ajudar a lançar luz sobre a história geológica do Norte Americano do Ártico, ele também pode servir como uma espécie de farol quando se trata de mudanças ambientais atuais e futuras. Isso porque as borboletas, que são sensíveis às mudanças climáticas e reagem rapidamente a elas, são consideradas indicadores ambientais.

“Estas borboletas, aparentemente, viviam no vale do Rio Tanana por tanto tempo que nunca se move para for a de lá, e nós somos capazes de dizer “Uau, há algumas mudanças acontecendo”, disse o lepidopterista Andrew Warren da Universidade da Flórida em um comunicado. “Esta é uma região onde o permafrost já está derretendo e o clima está mudando”.

Quando aquece o Ártico, o permafrost derrete. E este descongelamento de terras que anteriormente permaneciam congeladas durante todo o ano poderia liberar enormes quantidades de dióxido de carbono e metano na atmosfera – o que poderia levar a mais aquecimento global.

As borboletas do Ártico são especialmente originais porque se adaptaram a viver em temperaturas frias e duras condições que matariam a maioria das outras borboletas. Os corpos destas borboletas produzem proteínas anticongelantes naturais.

As borboletas foram descobertas em Aspen e florestas de abetos da Bacia do rio Tanana-Yukon, uma área que em sua maior parte não foi glacial durante a última Era glacial há cerca de 28 – 14 mil anos atrás. As bacias hidrográficas de Tanana e Yukon formaram os limites do sudeste de Beringia, uma área considerada um refúgio para a vida vegetal e animal, durante a Era do Gelo e pode ter uma vez formada uma ponte terrestre que liga a Ásia ao Alaska, segundo os autores do estudo.

O recém-descoberto borboleta Tanana Ártico. (Andrew Warren / Florida Museum of Natural History via AP)

A recém-descoberto borboleta Tanana do Ártico. (Andrew Warren / Florida Museum of Natural History via AP) Clique para ampliar

O estudo de Warren e seus colegas sugerem que duas espécies de borboletas –  a Chryxus do Ártico e a borboleta branca do Ártico – se reproduziram na época e produziram o que evoluiu para a Tanana do Ártico.

Mas a Tanana do Ártico iludiu os pesquisadores por anos por causa de sua impressionante semelhança com a versão Chryxus Ártico. Isto é, até Warren examinar as borboletas no Museu Florida de História Natural e notou distinções entre elas.

A Tanana do Ártico é maior e mais escura do que a Chryxus ártico, e tem uma sequência de DNA original, têm manchas brancas debaixo asas do tamanho de uma moeda de um centavo, dando um aspecto fosco.

“Uma vez que sequenciarmos o genoma, poderemos dizer se alguma característica especial ajudou a borboleta sobreviver em ambientes hostis”, disse ele. “Este estudo é apenas o primeiro do que será sem dúvida muitos nesta borboleta do frio”.

Tem sido 28 anos desde que uma nova espécie de borboleta foi descoberto no Alaska. Os autores do estudo escrevem que é necessária mais investigação para determinar definitivamente se a Tanana do Ártico deve ser classificada como uma nova espécie ou uma sub-espécies, embora suas evidencias sugiram que é uma espécie recentemente identificada.

Fonte: Washington Post

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Comentários internos

Alguns insetos tem um mecanismo fisiológico que os permite que hibernem e até que sejam congelados, sobrevivendo assim a um inverno rigoroso. A grande chave desse mecanismo está no glicerol. Qualquer animal sobrevive a um período de resfriamento ou aquecimento desde que o tempo de exposição seja “mínimo” e que tenha um mecanismo fisiológico adaptado. Em situações de frio intenso o que não pode acontecer é justamente a condição de super-resfriamento, quando os fluídos internos do animais e de suas células se congelam e formam núcleos cristalizados. No caso do citosol celular, seu congelamento aumenta o volume e a célula se rompe.
O glicerol evitar justamente esse processo de nucleação dos fluídos internos porque ele é um tipo de álcool. O álcool tem uma peculiaridade muito grande, ele se congela a temperaturas negativas extremas, cerca de 260 ºC negativos. Portanto insetos como certas borboletas, ou os cinipídeos-do-salgueiro (Rhabdophaga strobiloides) que vivem no Alaska conseguem enfrentar um inverno extremo com certa tranquilidade. Um díptero contém cerca de 50% de seus fluídos preenchidos por glicerol. Isso evita o congelamento (Nielsen, Schmidt, 2002).

Existem algumas regiões da Amazônia onde ocorre hibridismo entre borboletas. Duas espécies, H. melpomene e H. erato trocam genes através de híbridos, um caso excepcional na natureza na qual eles são férteis e diluem maquinários gênicos nas populações criando padrões de coloração idênticos porém, conferindo ao longo das populações a distinção entre as duas espécies. Nestes casos, duas espécies cruzam e seus descendentes, embora híbridos mostram-se férteis e selecionadas positivamente graças ao benefício conferido pela coloração das asas. Isso termina por desestimular os predadores, educando-os de acordo com o padrão e coloração. Então Heliconius melpomene e H. erato trocam genes que permitem a formação de híbridos saudáveis e com padrão de coloração próximo.

Recentemente foi descoberto um gene que estabelece a infertilidade ou a morte de hibridos, o gene gfzf que normalmente esta envolvido em parar a divisão celular se forem detectados diferenças genéticas. Mas quando mutado e desabilitado, o gene permitiu a sobrevivência dos híbridos machos das duas espécies da mosca de fruta.

No caso das borboletas a Heliconius melpomene é preta e vermelha com tons de amarelo e é um mímico de Heliconius erato, que habita áreas abertas. As duas espécies ocasionalmente hibridizam na natureza. As fêmeas híbridas são estéreis, mas os machos são férteis. Os híbridos produzidos tem baixa aptidão, porque são não-miméticos.

Híbridos entre populações com diferentes padrões (ou padrões intermediários que não são reconhecidos por predadores como prejudiciais) sofrem desproporcionalmente com ataques, reforçando a divisão em novas species e promovendo a especiação. Este duplo papel dos padrões de asa, tanto para os predadores quanto parceiros, faz do padrão um traço essencial para a especiação, exatamente como o naturalista Henry Battes sugeriu; mudanças nos padrões das asas levam à evolução de novas espécies.

Essas espécies híbridas deixam assinaturas de seleção. A espécie Heliconius melpomene, que tem muitas populações geográficas com padrões de cores muito diferentes é bastante estudada por geneticistas no Panamá.

A importância evolutiva da hibridação, ou introgressão, tem sido bastante debatida no mundo acadêmico. A introgressão é o fluxo de genes de uma espécie para o acervo genético de outra através de repetidos retrocruzamentos entre um híbrido e sua geração progenitora. Os híbridos que geralmente são inaptos, podem ajudar na adaptação, transferindo características benéficas entre as espécies. Uma pesquisada publicada na revista Nature usando ferramentas genômicas para investigar introgressão em Heliconius melpomene, a comparou com outras taxa para investigar evolução cromossômica na ordem dos lepidopteras, especialmente o fluxo gênico entre as múltiplas espécies ou subespécies de Heliconius.

Hipótese para as origens e introgressão do dennis e regiões ray inferidas a partir de árvores datados. eventos de tecla indicada no eixo dos x são (a) a partir de introgressão de Dennis H. elevatus em H. melpomene, inferida a partir do momento coalescência de alelos da amostra a partir destas duas espécies; (B) a origem de alelos de raios dentro H. melpomene, inferida a partir da coalescência de Dennis e alelos não dennis dentro H. melpomene; (C) introgressão de raios em H. timareta; (D) introgressão de raios em H. elevatus, e (E) introgressão de denis em H. timareta.

Hipótese para as origens e introgressão de padrões de coloração avermelhados e formato das asas inferidas a partir de árvores datadas. Os eventos chave estão indicados no eixo X e são (A) a partir de introgressão do maquinário celular da coloração em H. elevatus e em H. melpomene, inferido a partir do momento de coalescência dos alelos da amostra de ambas espécies; (B) a origem de alelos dos raios dentro das asas de H. melpomene, inferida a partir da coalescência da coloração e de alelos não ligado a cor dentro H. melpomene; (C) introgressão dos raios em H. timareta; (D) e introgressão dos raios em H. elevatus, e (E) introgressão de coloração avermelhada em H. timareta. Clique para ampliar.

A borboleta Heliconius heurippa mostra exatamente isto, estudos demonstram que esta espécie é fruto de um hibridismo entre H. melpomene e H. cydno que ocorrem na Colômbia. Heliconius molpomene tem N=21, a Heliconius cydno tem n=21 e o híbrido delas H. heurippa mantém o mesmo padrão. A maquinaria gênica responsável pela coloração é a mesma, ou seja, o grupo em si tem origem monofilética. Só houve mudança de padrão de coloração, que levou ao isolamento do tipo homoplóide, ou seja, pelo mesmo numero de cromossomos. (Brown Jr et al, 2007)

Estudos feitos com cariótipo de borboletas mostram diversos casos de origem de espécies. Uma pesquisa recente constatou que interruptores genéticos independentes podem controlar diferentes manchas de cor e padrão em asas de borboleta Heliconius, e que essas opções foram compartilhadas entre as espécies ao longo de milhões de anos, tornando-se “desordenadas” para criar novos e diversos displays de asas. Outro estudo feito com as mesmas borboletas heliconius da Amazônia apontou que a borboleta Heliconius elevatus e a H. heurippa formaram-se durante um evento de especiação a partir de hibridismo. As evidências genéticas apontam que elas irradiaram de Heliconius pardalinus butleri, mas as regiões genômicas referentes ao padrão de coloração se assemelham aos de subsespécies de Heliconius melpomene. O padrão de cor é importante para o acasalamento em Heliconius e a transferência de padrão mimético pode ter habilitado espécies irmãs divergentes como a H. elevatus inclusive a coexistir com H. pardalinus em toda a bacia amazônica.

Saiba mais em: Hibridização natural criou espécie de golfinho

Victor Rossetti

Palavras chave: NetNature, Rossetti, Borboleta, Alaska, Ártico, Hibridismo.

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Referências

Brown KS Jr, Freitas AV, Wahlberg N, Von Schoultz B, Saura AO, Saura A. Chromosomal evolution in the South American Nymphalidae. Hereditas. 2007 Sep;144(4):137-48.
Nielsen, Knut Schmidt. Fisiologia Animal, Adaptação e Meio Ambiente. Editora santos, 5a edição, 2002.
Wallbank RWR, Baxter SW, Pardo-Diaz C, Hanly JJ, Martin SH, Mallet J, et al. (2016) Evolutionary Novelty in a Butterfly Wing Pattern through Enhancer Shuffling. PLoS Biol 14(1): e1002353. doi:10.1371/journal.pbio.1002353

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