Muitos mamíferos têm um dente doce, mas os pássaros perderam seu receptor doce durante a evolução. Embora beija-flores e pássaros canoros tenham reaproveitado independentemente seu receptor saboroso para detectar açúcares, não está claro como outros pássaros têm sabor doce. Agora, uma equipe internacional liderada por pesquisadores do Instituto Max Planck de Inteligência Biológica (em fundação) mostra que os pica-paus também recuperaram o sabor doce. Curiosamente, torcicolos, pica-paus especializados em formigas, reverteram seletivamente esse ganho por meio de uma mudança simples e inesperada no receptor. Esses resultados demonstram um novo mecanismo de reversão sensorial e destacam como os sistemas sensoriais se adaptam às necessidades alimentares de diferentes espécies.
As aves, descendentes de dinossauros carnívoros, carecem de parte do receptor doce encontrado em mamíferos. Isso deve deixá-los insensíveis aos açúcares. No entanto, estudos recentes mostraram que tanto os beija-flores quanto os pássaros canoros recuperaram a capacidade de sentir o açúcar redirecionando seu receptor saboroso para agora detectar carboidratos em frutas e néctar. Como outras aves sentem os açúcares e até que ponto as respostas dos receptores gustativos rastreiam a imensa diversidade alimentar das aves, não está claro. Para investigar essa questão, Julia Cramer e Maude Baldwin do Grupo de Pesquisa Evolution of Sensory Systems e colegas de outras universidades se concentraram em pica-paus. Embora principalmente insetívoros, esse grupo de aves também contém várias espécies que incluem seiva rica em açúcar, néctar e frutas em suas dietas.

Usando testes comportamentais de aves selvagens, o grupo de Baldwin mostrou que os pica-paus claramente preferem açúcar e aminoácidos à água. Surpreendentemente, os torcicolos - um membro do grupo dos pica-paus cuja dieta é quase exclusivamente composta por formigas - exibiam preferências por aminoácidos, mas não por açúcares. "Nossa próxima pergunta foi se a preferência observada pelo açúcar é espelhada pelos receptores das aves", recapitula Baldwin.

Ancestral comum possuía receptor de açúcar

Análises funcionais dos receptores gustativos confirmaram que os receptores do pica-pau eram sensíveis aos açúcares, enquanto os dos torcicolos não eram. Curiosamente, as reconstruções ancestrais indicaram que o ancestral comum de torcicolos e pica-paus já possuía um receptor salgado modificado capaz de responder a açúcares. "Esta descoberta revelou um terceiro caso de evolução independente do sensor de açúcar através da modificação do receptor saboroso em pássaros", diz Cramer, o primeiro autor do estudo. "No entanto, o que foi ainda mais emocionante foi a implicação de que os torcicolos posteriormente perderam a nova função do receptor".

A dissecação meticulosa de Cramer das diferenças entre os receptores de torcicolo e pica-pau revelou inesperadamente que as mudanças em apenas um único aminoácido no receptor de torcicolo desativavam seletivamente a detecção de açúcar:os pássaros mantinham sua capacidade de saborear salgados, o que provavelmente é importante para pássaros especialistas em insetos que consumir uma dieta rica em proteínas.

Esses resultados traçam uma história evolutiva na qual um ganho inicial de detecção de açúcar em pica-paus - possivelmente surgindo em um ancestral anterior e, portanto, mais antigo que os próprios pica-paus - foi seguido por sua reversão quando o receptor torcicolo foi posteriormente alterado. "Ficamos muito surpresos ao descobrir que essa reversão é causada por alterações em apenas um único aminoácido, agindo como um interruptor molecular para regular seletivamente a sensibilidade ao açúcar em torcicolos", explica Cramer. "Inesperadamente, o resultado dessa pequena mudança é que os torcicolos agora são novamente incapazes de detectar açúcar em seus alimentos, mas mantêm a capacidade do receptor de coletar informações sobre o conteúdo específico de aminoácidos. Isso faz muito sentido quando a maior parte de sua dieta é feita de formigas."

Mais investigações serão necessárias para descrever como as mudanças específicas nos receptores gustativos e em outros sistemas fisiológicos e sensoriais estão relacionadas à rica diversidade alimentar entre as aves.

A pesquisa foi publicada em Current Biology .