De acordo com um novo estudo com os tentilhões de Darwin, a seleção natural pode, por vezes, trabalhar um gene de cada vez.
Variantes de um gene tiveram um efeito importante sobre as rápidas mudanças no tamanho do bico dos tentilhões durante uma seca que ocorreu numa ilha de Galápagos, os pesquisadores relataram na revista Science. A descoberta pode ajudar a explicar como os tentilhões de Darwin evoluíram em 18 espécies em um período evolutivamente rápido de 1 milhão a 2 milhões de anos.
A seca que atingiu a ilha de Galápagos de Daphne Major, em 2004 e 2005, colocou a adaptação de alguns dos tentilhões icônicos de Darwin em rápido avanço. A seca provocou mudanças na composição de espécies vegetais da ilha, de tal forma que as espécies vegetais que produziam frutos grandes e de sementes grandes foram drasticamente reduzidas. Por outro lado, espécies pioneiras e de crescimento rápido e com sementes pequenas não foram tão impactadas pela seca. Como consequência deste evento, os tentilhões que possuem bicos grandes (Geospiza magnirostris) morreram, enquanto os tentilhões de bico pequeno (G. fortis) sobreviveram, comendo as sementes pequenas e mais abundantes na ilha. Consequentemente, os tentilhões de bico pequeno tendem a ter bicos menores após a seca do que antes.
Variações do gene HMGA2 controlam o tamanho do bico nos pássaros, diz o geneticista evolutivo Leif Andersson e seus colegas. Eles descobriram que as variedades do gene para bico grande estavam em forte desvantagem durante a seca.
O estudo é “sem dúvida a história mais elegante na biologia evolutiva e, em seguida, preenche os detalhes moleculares da uma importante questão”, diz a bióloga evolucionista Hopi Hoekstra, da Universidade de Harvard. Enquanto os pesquisadores não desvendam exatamente as influências genéticas do tamanho do bico nos tentilhões, este trabalho pode ajudar os cientistas a entender melhor as bases genéticas da evolução, diz ela. “Este é um primeiro passo bonito e grande.”
Leif Andersson, da Universidade de Uppsala, na Suécia, juntou-se a Princeton University de Peter Grant e B. Rosemary Grant, e documentaram as mudanças nas populações de tentilhões de Darwin ao longo de décadas. Eles descobriram anteriormente que um gene chamado ALX1 controla se os bicos são sem corte ou pontiagudos. Mas a forma do bico não parece desempenhar um papel na sobrevivência durante a seca, a equipe encontrou. Em vez disso, o tamanho do bico foi alterado.
O grupo de Andersson estreitou a busca pelo gene que controla o tamanho do bico em um trecho de DNA que contém o gene HMGA2 e três outros genes. Os pesquisadores descartam que outros genes também afetam o tamanho do bico, mas dizem que o HMGA2 é o gene mais fortemente associado à esta característica. Ele é responsável por quase 30 por cento da mudança no tamanho do bico durante a seca, diz Andersson. A proteína HMGA2 é conhecida por ajudar a regular o modo como os outros genes são ligados ou desligados. Em humanos e ratos, o gene está associado com a estatura, o desenvolvimento da face e outras características.
As aves que têm duas cópias da variante do gene para bico grande possuem bicos grandes, enquanto duas cópias da variante para bico pequeno produzem aves com bicos pequenos. Pássaros com uma variante de cada têm bicos de tamanho intermediário. A variante de bico pequeno foi encontrada 61 por cento do tempo em tentilhões que sobreviveram à seca, mas apenas 37 por cento do tempo em aves que morreram.
É incomum para um único gene ter um efeito tão forte sobre a sobrevivência, diz o ecólogo Thomas Givnish, da Universidade de Wisconsin-Madison. Os pesquisadores têm documentado muitos casos em que múltiplos genes afetam uma característica. Porém, genes com grandes efeitos podem explicar mudanças evolutivas rápidas, como é o caso.
Variantes do gene HMGA2 para bicos pequenos não são novas alterações provocadas pela seca, diz Andersson. A variante tem estado presente nas populações de tentilhões nas ilhas por um longo tempo, talvez um milhão de anos ou mais, e pode ter vindo de cruzamentos com tentilhões arborícolas, já que as duas espécies do estudo (Geospiza fortis, de bico pequeno, e Geospiza magnirostris, de bico grande) são terrícolas.
O cruzamento entre as espécies está provando ser uma força evolutiva poderosa, diz a bióloga evolucionista Daniela Palmer, da Universidade de Chicago. Os investigadores estão documentando mais e mais exemplos de como os cruzamentos influenciam a evolução de organismos tão diversos como borboletas e seres humanos, diz ela. “A hibridização contribui grandemente com a variação genética que molda a adaptação.”
Fonte: ScienceNews.
