INTERRUPTOR GENÉTICO QUE TRANSFORMOU MARIPOSAS PRETAS EM BORBOLETAS COLORIDAS.

Pesquisadores descobriram que o mesmo gene que permite borboletas tropicais imitarem a padronização colorida e brilhante umas das outras também levou mariposas britânicas a ficarem preta no meio da sujeira da revolução industrial.

Borboleta Heliconius melpomene. O estudo Cambridge-Sheffield mostra que o mesmo gene que influencia padrões brilhantes e coloridas dessas borboletas também transformou o preto mariposa durante a revolução industrial. Crédito: Chris Jiggins, a faculdade de St John, Cambridge.

Borboleta Heliconius melpomene. O estudo na Cambridge-Sheffield mostra que o mesmo gene que influencia padrões brilhantes e coloridos dessas borboletas também criou as mariposa pretas durante a Revolução Industrial. Crédito: Chris Jiggins, a faculdade de St John, Cambridge.

Em artigo publicado na revista Nature, uma equipe de pesquisadores liderados por acadêmicos das Universidades de Cambridge e Sheffield, relatam que um gene em rápida mutação conhecida como “cortex” parece desempenhar um papel crítico em ditar as cores e padrões em asas de borboleta.

Um paper paralelo na mesma revista, publicado por pesquisadores da Universidade de Liverpool mostra que esse mesmo gene também estabeleceu a cor preta das mariposas durante meados do século 19, quando ela evoluiu novas maneiras de camuflar-se; um efeito colateral da poluição industrial do momento.

A descoberta oferece pistas sobre como a genética desempenha um papel na tomada da evolução de um processo previsível. Por razões que os pesquisadores ainda têm de compreender na totalidade, o gene cortex, que ajuda a regular a divisão celular em borboletas e mariposas, tornou-se um alvo importante para a seleção natural agindo no padrão de cores nas asas.

Chris Jiggins, Professor de Biologia Evolutiva e sei companheiro da faculdade St John, Universidade de Cambridge, disse: “O que é interessante é que ele acaba por ser o mesmo gene em ambos os casos. Para as mariposas, com a coloração escura desenvolvida porque eles estavam tentando sobreviver e se esconder, mas as borboletas para usar cores brilhantes para fazer propaganda de sua toxicidade para os predadores. Isso levanta a questão sobre a diversidade de borboletas e mariposas, e as centenas de genes envolvidos na formação de uma asa, por que é um de cada vez?”

Dr Nicola Nadeau, um Research Fellow NERC da Universidade de Sheffield, acrescentou: “É surpreendente que o mesmo gene controle uma tal diversidade de cores e padrões diferentes em borboletas e mariposas. Nosso estudo, juntamente com as conclusões da Universidade de Liverpool mostram que o gene cortex é importante para a cor e padrão de evolução em todo este grupo de insetos”.

Borboletas e mariposas compreendem a ordem de insetos conhecidos como Lepidoptera. Quase todos as 160 mil espécies de mariposas e 17 mil espécies de borboleta têm diferentes padrões das asas, que são adaptadas para fins como atrair companheiros, emitindo avisos, camuflagem (também conhecido como “crypsis”), e regulação térmica.

Estes padrões das asas são na verdade compostos de pequenas escamas coloridas arranjadas como telhas em um telhado. Apesar de terem sido estudada por biólogos há mais de um século, os mecanismos moleculares que controlam o seu desenvolvimento só agora estão começando a ser descobertos.

A mariposa é um dos exemplos mais famosos da evolução pela seleção natural. Até o século 19, mariposas de cor pálida eram predominantes e usavam isso para camuflar-se contra troncos de árvores cobertas de líquen, o que os tornava quase invisíveis aos predadores.
Durante a revolução industrial, no entanto, o líquen em árvores em algumas partes do país foi morto pela poluição, e fuligem deixou os troncos preto. Uma mudança correspondente foi vista na em mariposas que transformaram-se em versões bem pretas, ajudando-as a permanecer camuflada de aves. O processo é conhecido como o melanismo industrial – melanismo significa o desenvolvimento de pigmentação escura.

A equipe liderada pelo grupo de Liverpool descobriu que essa mudança de cor foi produzida por uma mutação no gene córtex, que ocorreu durante meados dos anos 1800, pouco antes da primeira observação relatada de preto salpicado traças. Fascinante, no entanto, o estudo Cambridge-Sheffield tem mostrado agora que exatamente o mesmo gene também influencia os padrões extremamente brilhantes e coloridas de borboletas Heliconius – o nome dado a cerca de 40 espécies estreitamente relacionadas de diferentes borboletas tropicais encontradas na América do Sul.

Os padrões de cores das Heliconius são usados para enviar um sinal para potenciais predadores que as borboletas são tóxicas se ingeridas, e diferentes tipos de borboletas Heliconius mimetizam outras espécies usando as suas cores brilhantes como sinais de alerta. Ao contrário da coloração escura da mariposa, é, portanto, um desenvolvimento evolutivo que se destina a ser como é visto.

Os investigadores realizaram o mapeamento em fina escala, à procura de partes da sequência de DNA que foram especificamente diferente em borboletas com diferentes padrões, em três espécies diferentes de Heliconius, e em cada caso o gene de cortex verificou-se ser responsável por esta adaptação na sua modelação.

Como as espécies Heliconius são extremamente diversificadas, o estudo do que provoca variações na sua padronização pode fornecer pistas mais gerais sobre os interruptores genéticos que controlam a diversificação de espécies.
Na maioria dos casos, os genes responsáveis por esses processos são conhecidos como “fatores de transcrição” – o que significa que eles são responsáveis por transformar outros genes ligando-os e desligado-os. Curiosamente, o que fez o cortex ser um interruptor tão evasivo à mancha foi o fato de que ele não faz isso. Em vez disso, ele é um regulador do ciclo celular, o que significa que ele controla quando as células se dividem e, assim, quando diferentes escalas de cores desenvolver-se dentro de uma asa de borboleta.
“É um gene diferente do que poderíamos ter esperado e ainda precisamos estudar mais para entender exatamente o que está acontecendo, e como ele está fazendo isso”, disse Jiggins. Dr. Nadeau adicionando que “Os nossos resultados são ainda mais surpreendente porque o gene cortex foi previamente pensado somente para ser envolvido na produção de células de ovos em insetos do sexo feminino, e é muito semelhante a um gene que controla a divisão celular em tudo, de leveduras aos seres humanos.”

O estudo, do controle do gene cortex para o mimetismo e crypsis em borboletas e mariposas, foi publicado na revista Nature.

Journal Reference:
1. Nicola J. Nadeau, Carolina Pardo-Diaz, Annabel Whibley, Megan A. Supple, Suzanne V. Saenko, Richard W. R. Wallbank, Grace C. Wu, Luana Maroja, Laura Ferguson, Joseph J. Hanly, Heather Hines, Camilo Salazar, Richard M. Merrill, Andrea J. Dowling, Richard H. ffrench-Constant, Violaine Llaurens, Mathieu Joron, W. Owen McMillan, Chris D. Jiggins. The gene cortex controls mimicry and crypsis in butterflies and moths. Nature, 2016; 534 (7605): 106 DOI: 10.1038/nature17961

Fonte: Science Daily

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