Um estudo realizado por um cientista da Texas A&M AgriLife Research fornece informações importantes sobre as mudanças que ocorrem em gafanhotos que levam a enxames de proporções bíblicas.
O estudo da AgriLife Research é destacado no artigo "Reaproveitamento sexual do aposematismo juvenil em gafanhotos", publicado no Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS ).

Greg Sword, Ph.D., cientista da AgriLife Research e presidente do Departamento de Entomologia de Charles R. Parencia, iniciou o estudo há 15 anos na Universidade de Sydney, na Austrália, com o colaborador Darron Cullen, Ph.D., zoólogo da da Universidade de Lincoln, na Inglaterra. Cullen era aluno de doutorado de Sword na época.

Ao longo desses 15 anos, enquanto trabalhava nos laboratórios da Katholieke Universiteit Leuven, na Bélgica, e da Universidade de Cambridge, no Reino Unido, Cullen manipulou uma única proteína que controlava a coloração do gafanhoto. Como mostra o estudo recém-publicado, o gene serve a vários propósitos e fornece várias funções adaptativas com base na idade, sexo e densidade populacional do gafanhoto.

Os gafanhotos do deserto, Schistocerca gregaria, são os gafanhotos da fama bíblica. Eles são uma espécie de gafanhoto que exibe um exemplo extremo de plasticidade fenotípica chamada polifenismo de fase, o que significa que as características comportamentais e morfológicas desses insetos podem mudar drasticamente dependendo de sua densidade populacional, disse Sword.

Sword é membro do Instituto de Pesquisa de Plasticidade Comportamental, financiado pela National Science Foundation, uma importante iniciativa multi-institucional que investiga especificamente a plasticidade fenotípica de gafanhotos.

A publicação revela uma dimensão sexual anteriormente desconhecida para o polifenismo de fase dos gafanhotos do deserto, disse Cullen. Os resultados sugerem que os gafanhotos representam um modelo para investigar as contribuições da seleção natural versus seleção sexual na evolução da plasticidade fenotípica.

"Basicamente, são os machos sinalizando para os machos no caos do enxame:'Olha, eu sou um macho, e não há sentido em pular em mim porque você estaria desperdiçando seu tempo e energia'", disse Cullen. “Os machos se beneficiam desse mecanismo de evitação cooperativa, então concentram seus esforços nas fêmeas para o sucesso do acasalamento”.

Identificando o gene que desencadeia a mudança de cor

Gafanhotos de vida solitária, "solitários", mudam para a "fase gregária" em densidades populacionais mais altas. Gafanhotos gregários são mais ativos e socialmente coesos, e seu padrão de cores muda, disse Sword.

"As mudanças comportamentais e outras são radicais", disse ele. “É por isso que as pessoas acreditavam que eram realmente espécies diferentes, mas são apenas essas mudanças comportamentais e morfológicas que são desencadeadas pelas densidades populacionais que podem levar a enxames maciços de gafanhotos”.

Gafanhotos juvenis em baixas densidades populacionais são verdes ou cor de areia, o que combina com seu fundo para camuflagem, disse ele. Mas em altas densidades eles mudam para uma coloração aposemática contrastante de amarelo e preto destinada a deter predadores. Ao atingir a idade adulta, os gafanhotos de alta densidade voltam para uma cor marrom opaca, mas alguns dias depois os machos ficam amarelos brilhantes.

O estudo recente de Sword e Cullen mostra que o mesmo gene de "proteína amarela", expresso em machos e fêmeas como juvenis, está sendo reutilizado como um sinal entre machos em condições de enxame.

O papel da 'proteína amarela'

As cores predominantes de fundo verde ou amarelo-areia desses gafanhotos dependem da expressão de uma “proteína amarela” que se liga a carotenóides, disse Sword.

Usando interferência de RNA, Cullen, Sword e outros colaboradores determinaram que o amarelecimento masculino gregário atua como um aviso para evitar o assédio sexual equivocado de outros homens.

Cullen disse que eles também testaram para ver se a coloração era um sinal para as fêmeas de que os machos eram companheiros aptos, mas não fez diferença na escolha do companheiro das fêmeas.

"Eles precisam usar sua energia limitada de forma eficaz em um ambiente fervilhante", disse Cullen. "A coloração é um sinal que reduz a confusão e aumenta o sucesso de acasalamento no meio de um enxame."

O estudo fundamental de gafanhotos pode orientar pesquisas e métodos de controle

Sword e Cullen acreditam que a nova pesquisa focada em um papel fundamental na mudança de solitário para gregário pode levar a melhores métodos de controle e evitar a devastação por enxames.

Em 2020, um enxame de gafanhotos na África Oriental ameaçou os meios de subsistência de 10% da população mundial ao varrer o Oriente Médio e o sudoeste da Ásia, causando bilhões de dólares em danos à agricultura e deixando milhões de pessoas passando fome.

Os enxames são forças imprevisíveis da natureza, disse Sword, mas entender como esses gafanhotos e seu ambiente criam condições para que eles se transformem em gafanhotos pode ajudar a prever surtos populacionais e desenvolver métodos de controle para interromper a mudança ou intervir antes que enxameem.

Os cientistas sabem sobre a mudança de cor nos gafanhotos machos há mais de 100 anos, mas a descoberta de um único gene que controla a coloração é um passo fundamental para responder a questões fundamentais sobre os gafanhotos, disse Sword.

"Esta é uma informação fundamental, e não queremos nos antecipar com aplicações mais amplas", disse Sword. "Mas muitas vezes falamos sobre entender o comportamento, e isso é em relação ao comportamento sexual, o que leva a mais gafanhotos. Então, tentar entender seu comportamento é um passo na direção certa para resolver problemas relacionados a enxames de gafanhotos." + Explorar mais

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