MESMO OS CLÁSSICOS PODEM SURPREENDÊ-LO.

Uma parcela razoável do blog talvez conheça o exemplo mais popular de seleção natural em ação (e um tópico que nós já cobrimos anteriormente [veja aqui]): a mariposa (Biston betularia).

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Todo mundo conhece a história, eu tenho certeza, mas aqui vai uma breve recapitulação: mariposas, uma espécie nativa para a Inglaterra, ocorrem naturalmente em duas variedades: a clara, salpicada “typica” e as escuras “carbonaria“. Durante o dia, as mariposas descansam em troncos de árvores, onde elas são vulneráveis a serem apanhadas por pássaros famintos. Assim, se misturando com casca de árvore proporcionou uma forte vantagem seleção. Antes da Revolução Industrial, a grande maioria das mariposas eram da variedade typica, mas os motores movidos a carvão da Revolução Industrial transformaram as áreas em torno de grandes cidades como Londres e Manchester em sujeira de fuligem, a variedade carbonaria veio a predominar. Então, quando o ar foi limpo, a distribuição das variações foi deslocada para trás, e as mariposas typica são novamente mais comum.

É um belo exemplo, claro de mudança distribuições traço em resposta a mudanças ambientais. A coloração escura fez das mariposas uma presa fácil para as aves quando troncos de árvores estavam em seu estado natural, mas proporcionou maior camuflagem quando os troncos foram revestidos pela fuligem preta. Eu não posso resistir em repetir este trocadilho do post original, como ele resume as coisas perfeitamente e isso me faz rir: Você poderia dizer que se uma mariposa sobrevive a predação é uma questão de saber se é a fuligem do seu ambiente.
As mudanças nos traços foram resultado da mudança nas pressões de seleção (e seleção natural, portanto) que foi originalmente documentada na década de 1950 pelo ecologista H. B. D. Kettlewell, e depois confirmada de forma independente no final de 1990 pelo biólogo Michael E. N. Majerus. Como este exemplo de seleção natural está documentado tão bem e, muitas vezes é discutido em livros didáticos, os criacionistas regularmente (e sem sucesso) tentam lançar dúvidas sobre isso. Mas isso é notícia velha. Por que essas mariposas dão notícias outra vez, em 2016? Estou tão feliz que você tenha perguntado isto.

Este mês, uma equipe de pesquisadores da Universidade de Liverpool divulgou um estudo na revista Nature (frustrantemente através de um acesso pago, mas Ed Yong tem um resumo bom aqui) anunciando que tinham encontrado o gene responsável pela variação da cor das mariposas. Esta não foi uma tarefa fácil, levou mais de cinco anos. O pacote identificado de G-A-T-C é conhecido como o gene cortex e reside no cromossomo 17a das mariposas. Você pode estar pensando nesta hora, “Ótimo. Mas … e daí?”. Eu admito que senti meio que da mesma maneira. Que um único gene controlava a variação da cor das mariposas foi assumido com base na distribuição da característica (mariposas eram ou uma variante de cor ou de outra, sem meio-termo), e, francamente, nunca me ocorreu de ser curioso sobre este gene.

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E, talvez, o gene cortex tenha sido um gene “banal”, e não teria atraído muito interesse na imprensa e não estaríamos aqui agora. Mas acontece que o cortex não é nenhum gene ordinário e sim um jumping gene. O que é isto, você pergunta? É um pedaço de DNA (também chamada um transposon) que, assim sendo, salta ao redor do genoma. Os pesquisadores suspeitavam que um gene saltador estava envolvido na coloração da mariposa quando perceberam que o gene cortex da variedade typica, de cor clara, faltava no trecho de DNA que estava presente em suas contrapartes de cor escura. O trecho que faltava do DNA é em si um gene apelidado de carbonaria, que está presente até 255 vezes ao longo do genoma das mariposas (fazendo sabe-se lá o quê), mas é encontrado em si situado dentro do gene cortex, dando a coloração escura a mariposa.

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Heliconius charithonia

O mistério foi resolvido, sabemos o gene responsável por determinar a cor mariposa. Novo mistério aberto: Como? Se você tem alguma base genética de conhecimento, você pode pensar como eu fiz, que o gene cortex com inserção carbonaria deve codificar uma proteína diferente que o gene cortex faz sozinho, e o resultado são diferentes proteínas de cor escura quando expressos. É um bom palpite, sensível, mas errado. A região particular do gene cortex abriga a inserção de um íntron carbonaria – o que significa que a célula descarta-o antes de ser traduzido em uma proteína. Então carbonaria não pode afetar diretamente como a proteína é construída quando o gene cortex é expresso porque é cortado para fora do DNA antes que o processo de expressão esteja a caminho! Mas como isso acontece, há mais de uma maneira de afetar proteínas. Os pesquisadores suspeitam que carbonaria de alguma forma afeta quando e o quão fortemente a proteína cortex é expressa. Devo mencionar aqui que em moscas da fruta, o gene cortex tem uma função conhecida por controlar a mitose (divisão celular), por isso a recém-descoberta de sua identidade como “o gene da cor mariposa” foi surpreendente desde o início. Mas parece ter claramente um papel na pigmentação através de uma variedade de espécies. Em outro paper da revista Nature deste mês, anunciou o papel do córtex na coloração de advertência entre um grande grupo diversificado de borboletas (objeto de uma outra história evolutiva famosa). Estas borboletas não são primas muito próximas das mariposas, por isso é provável que o cortex desempenhe um papel na pigmentação através de uma grande variedade de insetos. Sinto-me bastante confiante sugerindo que esses pesquisadores estarão ocupados por um algum tempo para descobrir como isso funciona.
Uma coisa que já poderia determinar no entanto, é apenas quando o transposon carbonaria saltou seu caminho para o gene cortex. Aproveitando o poder de modelagem de computadores, a equipe simulou seu caminho para a conclusão de que o “salto” ocorreu em algum lugar entre 1809 e 1929. Uma vez que esta mutação estava presente, demorou pouco até que ecologistas observassem pela primeira vez em 1848. Isso faz sentido, dado que, inicialmente, a coloração escura era um passivo, de modo que não teria se espalhado rapidamente, mas persistiu, cavalgando as ondas inconstantes de pressão seletiva e gerações fascinantes de pesquisadores.

A evolução é tão legal….

Fonte: National Center for Science Education

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