COMO O GATO E OUTROS FELINOS OBTÉM SUAS PELAGENS. (Comentado)

A impressionante formação de padrão tem implicações para transtornos embrionários graves no ser humano.

Mercedes Rancaño Otero ©iStock.com

Mercedes Rancaño Otero ©iStock.com

Do Frajola da Looney Tunes ao Sr. Mistoffelees na década de 1980 musical, alguns dos mais famosos (embora fictício) gatos compartilham uma aparência distintamente nítidas graças a seus casacos pretos e brancos em estilo smoking. Gatos com pêlo e pele marcada por manchas brancas desta forma são conhecidos como “bicolor” ou “malhado”. Piebaldismo também é comum em uma variedade de animais domésticos, incluindo os cães, vacas e porcos, veados, cavalos e aparece mais raramente em seres humanos. Ela é causada por uma mutação em um gene chamado “KIT”.

Nossa equipe de pesquisadores das universidades de Bath, Edimburgo e Oxford têm trabalhado para desvendar o mistério de como esses animais obtém os seus padrões distintos. Nós descobrimos que a forma como esses padrões de pigmentos formam é muito mais aleatório do que se pensava inicialmente. Nossas descobertas têm implicações para o estudo de uma ampla gama de distúrbios embrionários graves no ser humano, incluindo as doenças que afetam a audição, visão, a digestão e o coração.

Piebaldismo geralmente manifesta-se como áreas brancas da pele ou cabelo devido à ausência de células produtoras de pigmentos nestas regiões. Estas áreas normalmente surgem na parte dianteira de um animal, geralmente no estômago e na testa. Padrões malhados estão entre os padrões de revestimento animal mais marcantes na natureza.

Embora os efeitos de piebaldismo são relativamente leves, é um de uma série de defeitos mais graves chamados neurocristopatias. Estas resultam de defeitos no desenvolvimento de tecidos e pode se manifestar como problemas cardíacos, surdez, problemas digestivos e até mesmo câncer. As doenças estão ligadas por sua dependência de uma família de células embrionárias, chamadas de células da crista neural. Ao compreender piebaldismo melhor, podemos melhorar a nossa compreensão destas doenças relacionadas e mais graves.

Animais adquirem padrões de pigmentação malhado em sua pele quando eles ainda estão em desenvolvimento embrionário. O piebaldismo surge quando os precursores de células produtoras de pigmentos espalham-se incorretamente através do embrião. No desenvolvimento normal, células de pigmento começam perto da parte traseira do embrião e se espalham através de sua pele em desenvolvimento para a barriga. À medida que as células se espalham eles também multiplicam, criando mais células, algumas das quais são deixadas para trás, para assegurar que toda a pele seja pigmentada.

Com piebaldismo, no entanto, as células de pigmento de cor escura não vão tão longe como a barriga para pigmentar o cabelo e a pele. Isso resulta em manchas brancas distintivas do pêlo e da pele, geralmente em torno da barriga do animal, o ponto mais distante de onde eles começaram. Há muito tempo se pensou que as células de pigmento migram diretamente da parte de trás para a frente e que a falta de pigmentação na frente é devido a células de pigmento não se movem com rapidez suficiente.

No entanto, essas descobertas, publicadas na Nature Communications, pintam um quadro diferente. Descobrimos que, se alguma coisa, em células animais malhados migra mais rapidamente do que nos animais normais, elas não se dividem, como ocorre muitas vezes. Isto significa que elas não são simplesmente células suficientes para pigmentar todos os domínios do embrião em desenvolvimento.

Animais quiméricos desenvolver a partir de uma fusão de dois embriões em estágio inicial. Se os embriões originais tivessem sido de cor diferente (por exemplo, preto e branco), o animal quimérico muitas vezes tem listras ou padrões de revestimento desigual, uma mistura das duas cores. Anteriormente, a teoria predominante era que cada faixa foi criada por um pequeno número de células iniciadoras que se espalham de trás para a frente.

Nosso estudo usou uma combinação de experimentação biológica e modelagem matemática complexa para demonstrar que as células de pigmento migram aleatoriamente. Ao invés de se moverem em uma direção específica. Como os velocistas em uma corrida de 100 metros, as células se movem com pouca ou nenhuma persistência, como bêbados cambaleando fora do bar local na hora de fechar. Os padrões listradas visto em alguns ratos quiméricos pode ser simplesmente o resultado dos diversos grupos de células da mesma cor que se juntam aleatoriamente.

Usando o nosso modelo matemático, podemos explorar e avaliar uma enorme variedade de possíveis hipóteses biológicas alternativas para a formação de padrões. Isso nos dá uma compreensão mais profunda de que seria impossível somente com experiências. Isso significa também que pode reduzir o número de animais utilizados em experiências neste importante área de pesquisa.

Existe agora a possibilidade de utilizar o mesmo modelo matemático para investigar outros tipos de células durante o desenvolvimento precoce. Isso cria uma nova oportunidade para aprender mais sobre as condições médicas associadas ao posicionamento celular precoce, incluindo aquelas que dão origem a certos tipos de cânceres do sistema nervoso e outras doenças debilitantes, como a síndrome de Waardenburg, doença de Hirschsprung e Maldição de Ondina, um distúrbio respiratório que é fatal se não tratado.

Texto originalmente publicado no The Conversation.

Fonte: Scientific American

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Comentários internos

A genética vem desvendando alguns aspectos importantes da biologia e o estabelecimento da cor da pelagem de gatos, zembras e de muitos outros animais. Especificamente sobre os gatos, a genética elucidou parte do processo de domesticação. Uma análise, publicada na revista PNAS, revelou 281 genes que mostram sinais de rápidas ou numerosas mudanças genéticas e uma marca de seleção recente em gatos domésticos (domesticação datada em cerca de 9.500 anos). Algumas dessas mudanças parecem estar envolvidas na audição e visão, os sentidos que os felinos mais dependem. Outros desempenham um papel no metabolismo da gordura e provavelmente uma adaptação ao estilo de vida altamente carnívoro de gatos. As descobertas mais intrigantes vieram quando a equipe sequenciou os genomas de 22 gatos domésticos representando uma grande variedade de raças de diversas regiões – e comparou-os com os genomas de dois gatos selvagens; europeu e do Oriente Médio. Os investigadores descobriram pelo menos 13 genes que mudaram como os gatos selvagens transformaram-no ao longo do tempo em um animal amigável.

No ano 2000, um grupo de pesquisadores coletou amostras de DNA de gatos em diferentes pontos do mundo. Foram coletadas amostras de mais de 970 selvagens e domésticos do Sul da África, Azerbaijão, Cazaquistão, Mongólia, Europa e Oriente médio. Os estudos se concentraram no DNA mitocondrial que usaram como referência para diferenciar subgrupos de espécies. Cada um desses 970 gatos teve seu DNA analisado e classificado em 5 grupos genéticos ou linhagens selvagens. Quatro dessas linhagens correspondiam á subespécies de gatos selvagens que habitam locais bastante específicos; Felis silvestris silvestris na Europa, Felis silvestris bieti na China, Felis silvestris ornata na Ásia Central e o Felis silvestris cafra no sul da África.

A quinta linhagem incluiu não somente a quinta subespécie selvagem Felis silvestris lybica do Oriente Médio, mas também gatos domésticos, incluindo raças puras e híbridos dos EUA, Reino Unido e Japão. A linhagem Felis silvestris lybica mostrou que a origem desses gatos remete a um ancestral comum que viveu no deserto de Israel, Emirados Árabes ou ainda na Arábia Saudita, e eram extremamente indistinguíveis da versão doméstica. Isso sugere que todos os gatos domesticados do mundo tem sua origem em um único local no Oriente médio (Driscoll et al, 2009).

Em 2012, os brasileiros Alexsandra Schneider e Eduardo Eizirik (PUC-RS ligado ao Instituto Pró-Carnívoros, em Atibaia, interior paulista) publicaram um artigo na revista científica PLoS ONE na qual haviam descoberto a alteração genética responsável por produzir a versão negra de felinos selvagens, como o gato-dourado-asiático. Estudando 11 panteras-negras asiáticas, eles descobriram que uma única mutação em um gene que contém a informação para a produção da proteína ASIP (cuja ação leva à produção de um pigmento de cor clara) criaram a versão negra.

Há dois caminhos para criar um felino negro, e ambos envolvem um receptor (ou fechadura química), conhecida como MC1R. Neste mecanismo de fechadura se encaixam as moléculas de um hormônio que estimula a produção da eumelanina, o pigmento da cor escura. Por outro lado, se o MC1R ficar hiperativo durante o desenvolvimento do animal, ele pode nascer melânico. Se o receptor for bloqueado por outra molécula, como a ASIP, a ação leva à produção de um pigmento de cor clara. Se a ASIP for eliminada, o animal acaba ganhando a cor escura. Em humanos, estudos relacionam o gene MC1R a pessoas ruivas e ao câncer. Mecanismos bioquímicos estão envolvidos na determinação da pigmentação de borboletas. Este é o caso da borboleta melânica Papilio glaucus da América do Norte é um dos mais notáveis exemplos de evolução ocorrendo no nível bioquímico. Nesta espécie, as fêmeas podem ser amarelas (tipo selvagem) ou pretas (tipo melânica). A forma melânica é um mímico batesiano da borboleta Battus philenor, que também é de cor preta em geral.

Outra descoberta feita a pouco tempo descreveu como se dá a formação das manchas malhadas distintas em gatos preto e branco. A descoberta destes fenômenos são importantes, pois acabam descrevendo um pouco sobre aspectos básicos da genética e desenvolvimento de outros grupos animais. Por exemplo, o mesmo mecanismo genético que determina as cores malhadas dos gatos ocorre em cavalos e em ambos são determinados ainda no útero. Veremos isto mais adiante.

Além disto, essas descobertas têm grandes implicações médicas, como a compreensão de processos que ocorrem no início do desenvolvimento e acaba gerando problemas na formação do coração; problema que é causado por células que não se deslocam para o lugar certo durante o desenvolvimento embrionário.

Os geneticistas descobriram que as células de pigmento de camundongos se movem e se multiplicam de forma aleatória durante o desenvolvimento precoce, em vez de seguir as instruções. Isto contradiz a teoria vigente de que o padrão de coloração malhado dos animais é formado por células de pigmento que se movem lentamente para chegar a todas as partes do embrião antes de ser completamente formado. O estudo, realizado por matemáticos e geneticistas mostrou que não há comunicação do tipo célula-célula para direciona-las a um determinado local. De acordo com o biólogo matemático Dr Christian Yates da Universidade de Bath os padrões da cor malhada podem ser causados por uma versão defeituosa do gene Kit. Isto é o oposto do que se pensava, pois inicialmente, a proposta era que o gene kit com algum tipo de mutação desacelerava as células da parte posterior do corpo, mas em vez disso, tem mostrado que, na verdade reduz a taxa na qual se multiplicam. Existem muito poucas células de pigmento para preencher a totalidade da pele e para que o animal fique com uma barriga branca. Além do gene kit, há muitos outros genes que pode criar padrões malhados, e o modelo matemático pode explicar os padrões malhados independentemente dos genes envolvidos (Science Daily, 2016).

A genética da determinação das cores em gatos não é complicada de compreender. De fato, envolve um pouco das Leis de Mendel e herança ligada ao sexo e explicam porque geralmente gatos machos têm até duas cores enquanto fêmeas podem ter até três. Isto ocorre porque o gene que estabelece a cor preta ou marrom de um gato está presente no cromossomo X.

Em mamíferos, as fêmeas têm dois cromossomos sexuais (XX) e os machos tem somente um X, sendo que o outro um cromossomo Y. Assim, machos de mamíferos são XY, e portanto, só podem ser pretos ou marrons (ou preto e branco ou marrom e branco), mas não podem ter duas cores simultaneamente.

As únicas exceções a esta regra ocorrem em duas condições especiais: quando o gato for XXY, que corresponde a Síndrome de Klinefelter; ou no quimerismo, onde dois embriões formam um mosaico cromossômico.

Como a cor da pelagem está ligada ao cromossomo X e cada animal tem um par de genes que determina a cor que pode ser dominante ou recessiva, para que a fêmea tenha três cores ela precisa ter um cromossomo X com a cor (marrom) e no outro X a outra cor, preta.

A terceira cor das gatas (e segunda dos gatos machos), é determinada por outro gene que está em outro cromossomo que não é sexual. De fato, existem três genes responsáveis por esta coloração: um gene para manchas brancas (Ss), um gene para gatos brancos (Ww) e um gene para albinismo (Cc).

Um gato macho (cujo genótipo é, portanto, XY) com gene de pêlos pretos pode ter o gene de manchas brancas no cromossomo não sexual, e portanto, terá a cor como a do Frajola, citado no começo do texto. Por outro lado, um animal preto e marrom com manchas brancas certamente será uma fêmea, pois a cor preta veio de um X, a marrom corresponde ao gene do outro X e as machas brancas ficam por conta do gene presente no cromossomo não sexual que apresenta o genótipo Ss.

Entretanto, mesmo que um gato tenha o gene para coloração preta e uma gata tenha a genética para as duas cores, eles serão essencialmente brancos caso contenham o gene dominante de pêlos brancos (W_). Esse gene induz a baixa produção de melancócitos (células que produzem melanina, e portanto a cor do animal), criando um indivíduo branco.

Existe também um gene para o albinismo (Cc) que cria um fenótipo diferente ao gene para a cor branca. Este gene esta ligado a uma enzima denominada tirosinase, que afeta a produção dos melanócitos. Isso faz com que gatos albinos sejam totalmente brancos e tenham os olhos rosados ou de cor siamês. Isto significa que gatos siameses tem certo grau de albinismo. Nesses gatos é possível notar, por exemplo, que as extremidades do corpo, como o nariz, patas, orelhas e rabo têm uma coloração escura.

Essa coloração ocorre devido á temperatura das extremidades dos animais. Em uma temperatura acima de 34°C a enzima fica inativa e como o corpo tem temperatura acima disto o pelo fica claro. Nas extremidades temperatura é inferior a 34°C e a enzima torna-se ativa, formando o pigmento escuro. Esfriando-se artificialmente as pares claras do corpo dos gatos lês ficam escuros. Isto também acontece com o coelho himalaia.

Há detalhes na expressão dos genes de coloração ligados ao sexo que são importantes. Nos gatos, os cromossomos X e Y expressam as características referentes ao sexo masculino. Nas fêmeas, que detém dois cromossomos sexuais XX um destes cromossomos é desativado durante o desenvolvimento embrionário, e isto influencia na coloração também. Vejamos de modo mais claro como ás cores são determinadas em situações hipotéticas.

Há três possíveis genótipos do sexo feminino

Há três possíveis genótipos do sexo feminino

Nos gatos, como vimos, um de vários genes que controlam a cor da pele está localizado no cromossomo X. O gene tem duas versões, ou alelos. Uma forma do gene codifica o marrom (XB), e o outro alelo expressa a cor preta (Xb). Embora seja difícil dizer qual alelo é dominante e que é recessivo, e uma vez que apenas um é expresso, vamos dizer que o marrom seja dominante sobre o preto. Normalmente, isso significaria que uma fêmea herdaria uma cópia de cada gene (genótipo XBXb) e deveria então ter a coloração marrom. Surpreendentemente, essa gata heterozigota (XBXb) não será marrom. Em vez disso, terá uma colcha de retalhos de marrom e preto.

Os genótipos do sexo masculino possuem apenas um cromossomo X, e levam apenas um alelo para a cor marrom ou para a cor preta. O cromossomo Y não leva esses alelos, pois tem menos loci do que o cromossomo X.

A condição de portadores de apenas um alelo para um traço particular é conhecido como hemizigose (hemi do grego significa metade e zigose refere-se ao ovo fertilizado, o zigoto). Sendo assim, há dois possíveis genótipos do sexo masculino.

Há três possíveis genótipos do sexo masculino

Há dois possíveis genótipos do sexo masculino

Nas fêmeas, a situação é mais complicada porque ocorre um fenômeno que impede que a fêmea expresse o dobro da quantidade de produtos genéticos ligado ao X. Apenas uma cópia de cada gene ligada ao X é ligada, o outro cromossomo X é completamente desligado. Em certo ponto do desenvolvimento embrionário de todos os mamíferos do sexo feminino (incluindo gatos), um dos dois cromossomos X se torna inativo e forma uma estrutura conhecida como um corpúsculo de Barr. Este processo deixa apenas um cromossomo X ativo em cada célula do embrião feminino, e o outro é enrolado. Apenas os alelos no cromossomo X ativo (desenrolada) são expressos. Esse processo de enrolamento de um cromossomo X é aleatório.

A inativação de um dos cromossomos X ocorre relativamente cedo no desenvolvimento embrionário, quando o gato ainda é um blástula (estádio do embrião caracterizado pela presença do blastocele circundada por uma camada delgada de células chamadas de blastômeros), e todas as células descendentes do blastômero com um cromossomo X inativado terão o mesmo corpúsculo de Barr.

No esquema da esquerda, o alelo de marrom esta inativado. No esquema da direita, o alelo preto é inativado.

No esquema da esquerda, o alelo de marrom esta inativado. No esquema da direita, o alelo preto é inativado. Inativados são os corpúsculos de barr

Isso significa que todos os tecidos da pelagem que surgem a partir desta célula vão expressar uma pele preta caso o cromossomo ativado seja o Xb, ou, os tecido que surgirem a partir de uma célula XB vão expressar pelagem marrom. Conseqüentemente, temos diversas combinações possíveis (veja o quadro abaixo).

Existe uma última opção, nesta, surge uma fêmea preta com manchas marrons. Isto ocorre porque a formação do corpúsculo de barr é aleatória e então pode ser que a inativação seja dada em cromossomos X distintos em diferentes células e cada cromossomo pode ter alelos distintos. A gata pode ter uma porção da pelagem na qual o cromossomo X portador do alelo XB é inativado, e outra porção expressará apenas o alelo Xb (pelagem negra). O oposto também pode acontecer: a pelagem na qual o cromossomo X é portador do Xb é inativado, e a pelagem expressará apenas o alelo XB (pelagem cor de marrom). Isto é conhecido como um mosaico anteriormente citado (Bio.Miami)

Há três possíveis genótipos do sexo masculino

Fenótipos de gatos de ambos os sexo

A evolução de colorações totalmente brancas, pretas, avermelhadas ou amareladas envolve mutações em genes envolvidos na pigmentação, como o MC1R citado anteriormente. Muitas vezes proteínas atuam como interruptores genéticos e modificam a expressam de um gene. Interruptores genéticos controlam a expressão os folículos pilosos da porção ventral do animal. Stephen Jay Gould, famoso paleontólogo divulgador de ciência questiovana, por exemplo, se zebras eram pretas com listras brancas, ou o contrário, brancas com listras pretas. Isto ocorre porque o fenótipo de zebras é bastante variado, graças á genética de desenvolvimento e a presença de interruptores genéticos.

De acordo com Sean B. Carroll, em seu livro sobre genética do desenvolvimento chamado “Infinitas formas de grande beleza” as indicações mais importantes sobre as listras das zebras vem das células pigmantares, os melanócitos. Este tipo celular surge a partir dos melanoblastos, células precursoras que se desenvolvem na crista neural durante o desenvolvimento embronário e migram para fora dela em uma rota perpendicular a medula. As listras surgem na parte mais alta das costas e correm para baixo, em direção ao ventre. Mutações genéticas retardam e reduzem a descida estes melanócitos que geram as listras, deixando áreas mais brancas nas zebras, cavalo e claro, o mesmo ocorre na coloração da pelagem do peito de cães e gatos. Desta forma, as listras das zebras correspndem nada mais do que a rota na qual os melanocitos migraram durante o desenvolvimento embrionário para criar as listras. O que os embriologistas não sabem é se a parte branca das zebras é formada pela ausência de melanócitos (porque eles não migraram) ou se de fato contém melanócitos, mas por algum motivo a síntese de melanina não ocorreu (talvez pela morte celular).

Para este primeiro caso, a ciência têm conhecimento sobre uma série de moléculas de sinalização que expressam padrões listrados no tubo neural e somitos de vertebrados (estruturas epiteliais transitórias que se formam nas primeiras etapas do desenvolvimento embrionário dos vertebrados). Se os melanócitos forem retardados durante sua migração por algumas dessas moléculas o resultado será um padrão listrado. Por outro lado, se um inibidor da produção de melanina for expresso alternadamente na pele (ou nos folículos) padrões listrados podem também surgir. Como a barriga das zebras geralmente é branca, então defende-se a ideia de que as zebras são brancas com listras pretas.

Para complicar um pouco mais a situação, uma espécie rara de zebra foi descoberta e ela apresenta manchas brancas nas regiões das listras pretas. Isto se esperaria em uma situação onde o padrão de coloração do animal é a pelagem totalmente preta.

Este indivíduo indescritível e ornery tem um padrão de pelagem incomum.

Indivíduo indescritível com um padrão de pelagem incomum. Fonte: Weird animal report

Em 2004 o Kenya WildLife Service relatou o nascimento de uma zebra completamente branca mostrando que do ponto de vista embrionário tanto listras pretas quanto brancas são desenhadas ativamente durante o desenvolvimento.

A migração dos melanoblastos para fora da crista neural na direção perpendicular a medula sugere que o potencial de formação de listras é uma propriedade inerente ao processo embrionário e mutações criam colorações lisas em camundongos, cavalos e animais que geralmente são listrados. A criação de burros e cavalos é cheia de exemplos deste tipo. O próprio Darwin em seu livro “Origem das Espécies” deu atenção aos casos de hibridismo.

Em casos onde uma zebra macho se reproduz com uma égua tem como resultado uma égua de coloração branca com listras pretas apenas nas regiões escuras do animal híbrido, sugerindo que a coloração branca afeta a migração de melanócitos de modo que as listras brancas só surgem em locais onde as células migraram. Híbridos de zebras fêmeas com cavalos apresentam mais listras que as zebras.

sugeriu que essas variações ocorriam em diferentes momentos do desenvolvimento embrionário refletindo as migrações dos melanócitos.

Jonathan Bard sugeriu que essas variações ocorriam em diferentes momentos do desenvolvimento embrionário refletindo as migrações dos melanócitos. Fonte: Sean B. Carroll.

Jonathan Bard, um pesquisador notou que existiam diferenças no número de listras em três espécies de zebras. Ele notou que a zebra Grevy (Equus grevyi) tem cerca de 80 listras, a zebra-da-montanha (Equus zebra) tem aproximadamente 43 listas e a zebra-comum (Equus quagga) entre 23 e 30. Ele sugeriu que essas variações ocorriam em diferentes momentos do desenvolvimento embrionário refletindo as migrações dos melanócitos. Assim, listras mais largas estavam presentes em menor quantidade, e as mais finas em maior quantidade. Ele descobriu que as listras formavam-se em intervalos constantes e quanto antes se formavam as listras, mais grossas elas eram e estariam presentes em menor quantidade quando o animal se tornasse adulto. Ele também descobriu que a causa da maior quantidade de listras em híbridos de zebras e cavalos era fruto do retardo em sua formação com relação á zebra normal. Assim, se o numero de listras é influenciado pelo movimento relativo de sua formação em diferentes espécies, o movimento de ativação dos genes que estimulam a migração de melanoblastos deve ter se modificado. E claro, essas mudanças são reguladoras mostrando que as diferenças no número de listras surgem em decorrência de alterações evolutivas em interruptores genéticos que controlem o movimento ou padrões espaciais da migração dos melanoblastos.

Mas qual é o valor evolutivo disto? Durante muito tempo acreditou-se que as listras das zebras serviam para algum tipo de camuflagem e proteção contra predadores, mas novos estudos sugerem outros resultados. Cientistas da Universidade de Calgary e UC Davis publicaram na revista PLOS ONE um artigo que propõem que a ideia de camuflagem foi algo emoldurado pelos olhos humanos, mas não pelo seu real valor adaptativo. Uma série de cálculos e análises estatísticas estimou as distâncias em que leões e hienas malhadas podem ver as listras da zebra sob a luz do dia, crepúsculo, ou durante uma noite sem lua. Além disto, estudos anteriores forneceram evidências sugerindo que as listras da zebra proporcionam uma vantagem evolucionária desencorajando moscas a não picar esses animais. As moscas pragas naturais de zebras.

No novo estudo, descobriu-se que as listras não podem estar envolvidas na camuflagem, ou seja, misturar a cor das zebras com o fundo do seu ambiente porque no momento em que predadores passam a visualizar as zebras, elas previamente já haviam sentido o cheiro de suas presas. O estudo rejeita a hipótese de longa data que foi debatida por Charles Darwin e Alfred Russel Wallace mostrando que o valor adaptativo e evolutivo das listras não é a camuflagem, mas outro.

Para testar a hipótese de que listras camuflam as zebras com o pano de fundo de seu ambiente natural, os pesquisadores passaram imagens digitais tiradas no campo na Tanzânia através de filtros espaciais e cores que simularam como as zebras parecem seus principais predadores: leões e hienas pintadas, bem como para outras zebras. Eles mediram larguras e contrastes de luz ou de luminosidade a fim de estimar a distância máxima a partir do qual os leões, hienas pintadas e zebras poderiam detectar as listras, utilizando as informações visuais delas.

Descobriram que, além de 50 metros à luz do dia ou 30 metros no crepúsculo, quando a maioria dos predadores caçam, as listras podem ser visualizadas por seres humanos, mas são difíceis para os predadores de zebra distinguir. Durante as noites sem lua, as listras são particularmente difíceis para todas as espécies distinguir além de 9 metros. Isso sugere que as listras não fornecem camuflagem em áreas de floresta, onde acreditava-se que as listras pretas imitavam troncos de árvores e listras brancas misturaram-se com raios de luz através das árvores. Em ambientes abertos, habitats sem árvores, onde zebras tendem a passar a maior parte do seu tempo, os pesquisadores descobriram que os leões poderiam ver o contorno de zebras listradas tão facilmente como poderiam ver o tamanho da presa e peles bastante sólidas devido as cores de um antílope ou impala.

Além de desacreditar a hipótese de camuflagem, o estudo não deu evidências alguma que sugira que as listras tenham algum tipo de função ou vantagem social, permitindo que outras zebras reconheçam umas as outras à distância. Enquanto zebras podem ver listras em distâncias maiores do que os seus predadores, os pesquisadores também observaram que outras espécies de animais que estão intimamente relacionados com a zebra são altamente sociais e capazes de reconhecer outros indivíduos de sua espécie, apesar de não terem listras para distingui-los (Eureka Alert, 2016).

Foi sugerido também que o padrão listrado poderia estar ligado a redução da temperatura do corpo. Entretanto, um corpo totalmente branco refletiria mais luz/calor e seria mais vantajoso do que um corpo listrado na África. A hipótese mais aceita hoje é que o corpo listrado esta ligado a presença da mosca tsé-tsé, que na África é transmissora da doença do sono, que mata seres humanos, bois, cavalos e zebras. O número de casos de zebras que contraem a doença é muito menor e poderia estar ligado ao padrão de coloração que atua como repelente.

As fêmeas das moscas tsé-tsé são atraídas por luz polarizada, uma luz de brilho intenso que é refletida pela superfície da água onde os insetos depositam seus ovos. Um estudo publicado no Journal of Experimental Biology (2012) mostrou que cavalos com pelagem negra refletem a luz polarizada com mais frequência e intensidade do que os de pelagem marrom ou branca. As listras das zebras refletem luz polarizada e não polarizada alternadamente podendo confundir as moscas.

Em 2014, um artigo publicado na revista Nature Communications analisou a situação na África. Tim Caro, biólogo da Universidade da Califórnia testou todas as teorias possíveis sobre as listras das zebras e desenvolveu um modelo estatístico que demonstrou que o fator que está altamente associado com as listras é a redução de picadas de moscas. A pesquisa se deu sobre diferentes padrões de listras encontradas nas sete espécies de equídeos (grupo dos cavalos, burros e zebras) e usou cerca de 20 subespécies. Depois a equipe comparou as áreas de distribuição de espécies extintas e atuais de equídeos com as de moscas do grupo da tsé-tsé, de predadores como leões e hienas, de florestas e outros fatores que poderiam influenciar na evolução das listras. Os dados foram colocados em um modelo estatístico que revelou que a área de distribuição das espécies com listras coincide com a área de distribuição onde as moscas são mais ativas (National Geographic, 2014).

Para fins didáticos, foi apresentado aqui em diferentes níveis de profundidade como o processo evolutivo ocorre. Existem variações genotípicas que refletem no fenótipo. Certos fenótipos são selecionados, pois trazem alguma vantagem adaptativa. Seja no caso dos gatos (herança ligada ao sexo) ou em zebras, a seleção natural atua de forma algoritmicamente clara, em cima de variabilidade genética (como vimos a dinâmica de alelos), a pressão ambiental (dada pela necessidade de felinos em caçar ou de zebras em se esquivar), seleção e herança, a transmissão dessas características a descendência que agora esta modificada.

Victor Rossetti

Palavras chave: NetNature, Rossetti, Gatos, Cromossomos XX e XY, Melanócitos, Alelos genes, Corpúsculo de Barr,  MC1R, Zebras, Listras.

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Referências

Bard, J. B. L. 1981. A model for generating aspects of zebra and other mammalian coat patterns. J. Theoret. Biol. 19: 363–385.
Sean B. Carroll. Infinitas formas de grande beleza. Editora Jorge Zahar. 2006
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