“Supergene” disfarça borboletas

As borboletas são bastante conhecidas pelas formas e cores peculiares que exibem em suas asas. Uma das mais notáveis características observadas nesses insetos é o mimetismo, prática na qual um inseto copia a aparência de outros — tóxicos ou de gosto ruim para os predadores — para sobreviver no jogo da seleção natural.

O naturalista britânico Alfred Russel Wallace, um dos precursores da teoria da evolução pela seleção natural (ao lado de Charles Darwin), descobriu que, na espécie de borboleta mórmon comum (Papilio polytes), apenas algumas fêmeas são imitadoras, fato que têm intrigado os estudiosos da biologia há muito tempo. Agora, cientistas encontraram a razão pela qual essas fêmeas sortudas conseguem se disfarçar: um único “supergene”.

As mórmons comuns incapazes de imitar (machos e demais fêmeas) têm asas pretas e uma estreita e apagada faixa amarela nas asas posteriores. Já as fêmeas imitadoras contrastam o preto com contornos brancos que delineiam as veias das asas, além de possuírem manchas alaranjadas e brancas nas asas posteriores. Por fim, uma “cauda” se encontra no final da asa, padrão muito parecido com o da borboleta rosa comum (Pachliopta aristolochiae), cujo sabor não é dos mais apreciados pelos pássaros.

Os pesquisadores se perguntavam o porquê de não haver imitações incompletas, uma vez que, geralmente, diversos genes são responsáveis por traços fenotípicos complexos, como as cores. Consequentemente, a reprodução sexuada misturaria algumas versões dos genes geradores do mimetismo com outros que dessem a aparência típica das mórmons comuns, levando a um padrão intermediário. Entretanto, não é o que se vê nas borboletas, de forma que o biólogo evolutivo Marcus Kronforst, da Universidade de Chicago, e seus colegas propuseram que os genes para o mimetismo permanecessem juntos em um cromossomo, formando um supergene transmitido integralmente aos descendentes.

Para testar a hipótese, Kronforst criou nove famílias de borboletas mórmons comuns e fez com que cruzassem entre si, o que afunilou a base genética do padrão de asa a somente cinco genes potenciais. Desses, o gene doublesex, que ajuda a determinar o sexo dos embriões das moscas-das-frutas e de outros organismos, revelou-se promissor.

Como o mimetismo é demonstrado por um dos sexos (o feminino, no caso), a equipe de estudo decidiu investigar este gene, e concluiu que toda a imitação exibida pelas mórmons comuns fêmeas se deve ao doublesex. Os pesquisadores compararam a sequência e a atividade de tal gene em insetos imitadores e não imitadores e observaram cerca de mil diferenças na sequência genética, além do fato de o gene ser mais ativo nos imitadores.

Genes individuais podem criar cores e padrões distintos em indivíduos diferentes através da troca de partes de si com as do gene correspondente em outro cromossomo durante a reprodução. Porém, em artigo publicado na Nature, Kronforst sugere que isto não ocorra com o doublesex porque este se encontra invertido em relação aos outros genes, inclusive seu gene correspondente, o que evita a partição e mistura do material genético do primeiro e explica a ausência de imitadores intermediários. Portanto, as fêmeas que herdam a versão invertida do doublesex são imitadoras, ao contrário do que ocorre com as fêmeas que recebem a versão normal.

“O trabalho amplia nossa visão do que é um supergene”, diz Mathieu Joron, biólogo evolutivo do Museu Nacional de História Natural de Paris, que não se envolveu no estudo. Imaginava-se que os supergenes continham múltiplos genes, “no entanto, este estudo mostra que esses múltiplos elementos podem ser partes distintas do mesmo gene”, acrescenta Joron.

A frequência com que os supergenes ocorrem na natureza ainda está em debate. Deborah Charlesworth, bióloga da Universidade de Edimburgo, por exemplo, afirma ser improvável que muitos supergenes existam. Porém, os cientistas já sabem que os supergenes sustentam o mimetismo em outras espécies de borboletas, de acordo com Joron, para quem os insetos desenvolveram “uma solução extraordinariamente similar em resposta a pressões para um mimetismo preciso em contextos muito diferentes”. Outros exemplos de supergenes vivem em vegetais e animais, tendo neles funções alheias ao mimetismo.

Fonte: Science

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