HORMÔNIOS CONTROLAM O TAMANHO DAS MANCHAS OCELARES EM BORBOLETAS Bicyclus anynana.

A borboleta Bicyclus anynana tem lindas manchas ocelares em suas asas, que funcionam na sinalização sexual e na deflexão do predador. Durante anos, os pesquisadores acreditavam que as diferenças entre os padrões de asas masculinas e femininas eram reguladas de forma autônoma por um gene chamado de Doublesex. De fato, as borboletas ginandromórficas, que são exatamente metade masculinas e metade femininas, sugeriram aos pesquisadores há muito tempo que o sexo nas borboletas era determinado célula a célula.

A borboleta Bicyclus anynana fêmea (esquerda) apresenta maiores manchas ocelares em suas asas do que sua contraparte masculina (direita). O hormônio ecdisona regula as manchas ocelares em B. anynana, tanto entre machos quanto fêmeas, e entre as fases úmidas e secas. (Crédito da foto: William H. Piel e Antónia Monteiro)

Agora, uma nova pesquisa do laboratório de Antónia Monteiro na Universidade de Singapura mostra que as borboletas Bicyclus macho e fêmea têm níveis diferentes do hormônio ecdisona e que os níveis deste regulam as diferenças de tamanho das manchas ocelares nas borboletas Bicyclus masculinas e femininas.

“Este trabalho é o primeiro a mostrar conclusivamente que as diferenças sexuais nos títulos hormonais podem regular o dimorfismo nas características sexuais em insetos, sem a necessidade de fatores autônomos celulares serem também expressos na característica”, disse Monteiro. A pesquisa, conduzida por Monteiro e colegas da Universidade de Cingapura e da Universidade de Yale, foi publicada na revista Molecular Biology and Evolution.

A borboleta B. anynana, nativa da África e também conhecida como “marrom-arbusto”, tem formas sazonais: na estação seca, a comida é escassa. Os machos da estação seca têm pequenas manchas ocelares que lhe permite se misturar ao fundo como uma folha seca. Os machos da estação seca investem muito na reprodução, produzindo espermatóforos metabolicamente caros que são muito procurados pelas fêmeas. As fêmeas da estação seca têm grandes manchas ocelares que enfeitiçam os machos para obter um espermatóforo.

Na estação chuvosa, os recursos são abundantes e os machos não precisam investir tanto em reprodução. Na estação chuvosa, as fêmeas são o sexo exigente, e tanto machos quanto fêmeas exibem grandes manchas ocelares, que funcionam para a deflexão do predador: Predadores como os mantídeos são abundantes e freqüentemente atacam as grandes manchas, mas as borboletas podem escapar do ataque. No entanto, em borboletas com pequenas manchas, os mantídeos atacam a cabeça e o tórax, matando a borboleta.

A questão, por muitos anos, tem sido entender como as diferenças de tamanho em manchas ocelares entre machos e fêmeas e formas sazonais são reguladas.

Para investigar essa questão, Monteiro e sua equipe primeiramente olharam para a janela de tempo de desenvolvimento que é crítica para a regulação do tamanho do vaso e descobriram que o estágio errático, antes da metamorfose, era o estágio sensível à temperatura durante o qual a borboleta macho determina se tornar-se uma metamorfose húmida (27 graus C) ou seca (17 graus C).

Embora trabalhos anteriores tenham sugerido que o gene Doublesex regule as características sexuais, os pesquisadores descobriram que este gene não era expresso nos centros de acuidade visual. Isso os levou a investigar se as diferenças nos níveis hormonais poderiam estar controlando os ornamentos das asas. De fato, eles descobriram que a ecdisona tem um pico durante o estágio errante, e as fêmeas têm títulos mais altos que os machos. Além disso, os títulos da estação chuvosa são mais altos que os da estação seca.

Os pesquisadores descobriram que o receptor da ecdisona foi expresso na asa em desenvolvimento no local da futura mancha ocelar, e foi expresso em uma extensão similar em cada sexo e forma sazonal.

Quando a ecydsona se liga ao seu receptor, desencadeia a divisão celular localmente. Nos machos da estação seca, os baixos níveis de ecdisona significavam que as células na penumbra não se dividiam e a mancha ocelar permanecia pequena. Em contraste, nas fêmeas, os altos títulos de ecdisona desencadearam mais divisão celular local, produzindo uma mancha de olho maior.

Os pesquisadores então manipularam os níveis dos hormônios para ver se isso sozinho poderia controlar o tamanho do vaso. Eles injetaram ecdisona nos machos da estação seca e diminuíram a sinalização deste hormônio injetando um antagonista do receptor da ecdisona, a cucurbitacina, nas fêmeas e nos machos da estação chuvosa. Isso aumentou o tamanho das manchas ocelares nos machos da estação seca e reduziu significativamente o tamanho deles nos outros grupos.

“Nós mostramos que as diferenças sexuais nos níveis de um hormônio esteróide, durante um breve período de desenvolvimento, controlam um padrão muito localizado de divisão nas células que expressam o receptor hormonal, que mais tarde se desenvolve nas brilhantes células de escala reflexiva de UV que compõem um ornamento sexual em borboletas adultas”, escreveram os pesquisadores. A equipe de Monteiro agora está trabalhando para entender como a temperatura e o sexo determinam o título ecdisona.

Fonte: Entomology Today

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