Um ‘supergene’ é o salvador da borboleta que imita outras borboletas tóxicas

Em 1890 um naturalista britânico chamado Henry Walter Bates noticiou um curioso comportamento no reino animal: inofensivos insetos imitando a aparência de insetos tóxicos, chamando esta característica de mimetismo.

Estes insetos podem ser evitador por outros predadores que, tentaram predar insetos tóxicos, mas, aprenderam através de tentativas e erros que eles não são comestíveis. Assim sendo, uma ave que aprendeu a evitar uma borboleta monarca (que é tóxica) vai também evitar outros insetos com coloração semelhante.

Alfred Russel Wallace descobriu que em algumas espécies de borboletas comuns, o mimetismo é realizado somente pelas fêmeas. Neste sentido, o pesquisador K. Kunte e colaboradores, buscaram compreender como ocorre este processo em uma espécie de borboleta-andorinha não tóxica (Papillo polytes) que mimetiza uma espécie de borboleta-andorinha tóxica (borboleta-rosa-comum – Pachliopta aristolochiae).

O Biólogo Evolucionista, Markus Kronfrost, da Universidade de Chicago, observou que através do intercruzamento entre diferentes famílias da espécie P. polytes, foi possível identificar 5 genes que conferem o padrão de asas desta espécie. Um em particular, o chamado doublesex, ajuda a determinar o sexo do embrião da mosca-da-fruta e também de outros organismos. Assim sendo, os pesquisadores decidiram estudar este gene, porque o mimetismo na espécie P. polytes é limitado somente às fêmeas.

Surpreendentemente os cientistas descobriram que este gene era justamente o responsável pelas modificações das asas das borboletas P. polytes. Ele é mais ativo nessa espécie, conforme foi publicado na revista Nature no dia 05/03/2014.

Ainda assim, um único gene pode criar uma variedade de cores e padrões num indivíduo de acordo com a combinação genética durante a reprodução. Como então seria possível que este gene doublesex pudesse pertencer somente às fêmeas miméticas?

Os pesquisadores observaram que este gene apresenta um comportamento invertido e assim causa as características que conferem o mimetismo na espécie P. polytes, e, isso evita que os machos também recebam este gene. Uma fêmea que apresenta a versão normal do gene doublesex não é mimética, e, consequentemente pode ser mais facilmente predada por diversas espécies de predadores. Por este comportamento diferenciado em machos e fêmeas, o gene doublesex é considerado um ‘supergene’.

Os pesquisadores propuseram que os genes indutores do mimetismo ficam juntos, como parte deste ‘supergene’, lado a lado num cromossomo e herdados como uma unidade. “Até agora sabemos pouco sobre como estes supergenes trabalham” disse o biólogo evolucionista James Mallet da universidade de Harward.

“É extraordinário que um gene tão importante como o doublesex está preparado para fazer muito bem todas essas outras coisas no padrão de cor e morfologia”, diz Mallet. “O trabalho amplia a nossa visão do que é um supergene”, acrescenta Mathieu Joron, biólogo evolucionista, no Museu Nacional de História Natural de Paris. 

Como originalmente previsto, os supergenes contém vários genes. “No entanto, este estudo mostra que esses múltiplos elementos podem ser partes distintas de um mesmo gene”, diz ele. “O estudo é notável.”

Os cientistas discordam sobre como os supergenes são comuns. “Não é provável que existam muitos supergenes”, diz Deborah Charlesworth, bióloga evolucionista da Universidade de Edimburgo, no Reino Unido. Mas, os pesquisadores sabem que supegenes causam o mimetismo em outras borboletas. “Eles evoluíram de forma independente, uma solução muito semelhante, em resposta a pressões para mimetismo preciso em contextos muito diferentes”, diz Joron. E há exemplos de supergenes nas plantas, caracóis e formigas de fogo, relacionadas com as características complexas do mimetismo. Como a lista cresce, Joron diz, “é de extrema importância para entender como eles estão funcionando.”

Fonte: Science