Macho ou fêmea? Cientistas descobrem o mecanismo genético que determina o desenvolvimento sexual nas borboletas
Um par de Bicyclus anynana fêmea (esquerda) e macho (direita). Crédito:Arjen Van't Hof, Centro de Biologia CAS Cientistas do Centro de Biologia da Academia Checa de Ciências, em colaboração com a Universidade de Liverpool, descobriram o mecanismo genético que determina se os indivíduos da espécie de borboleta Bicyclus anynana se tornam machos ou fêmeas.
Eles também descobriram que se indivíduos com a mesma variante do gene que determina o sexo acasalarem, os embriões não sobreviverão. Isto pode ter consequências críticas em pequenas populações de borboletas com baixa variação genética, onde o acasalamento ocorre entre indivíduos aparentados.
Esta é a primeira vez que os cientistas descrevem este mecanismo em borboletas e, surpreendentemente, assemelha-se a um mecanismo semelhante nas abelhas melíferas. A descoberta foi publicada na revista Science Advances .
O Bicyclus anynana marrom-arbusto é nativo do continente africano. É frequentemente utilizado para pesquisas genéticas, em parte devido à sua capacidade de se reproduzir rapidamente e se reproduzir com relativa facilidade em condições de laboratório; além disso, todo o seu genoma já foi sequenciado.
Conforme revelado pelos entomologistas liderados por Arjen Van't Hof do Centro de Biologia CAS e uma equipe internacional de colaboradores, o sexo desta borboleta é regulado por diferentes combinações de variantes de um gene chamado Masculinizer. Uma única variante leva ao desenvolvimento feminino e duas variantes diferentes resultam no desenvolvimento masculino.
As borboletas morrem ainda em embriões quando duas variantes idênticas do Masculinizer são combinadas, mas isso é muito incomum em populações naturais porque foi encontrado um grande número de variantes diferentes. A chance de haver duas variantes idênticas resultando em morte embrionária torna-se muito maior em populações fortemente declinadas com variação genética reduzida causada por endogamia.
Muitas espécies de borboletas estão em forte declínio e se outras espécies tiverem o mesmo mecanismo que Bicyclus anynana, isso pode ter consequências graves para espécies criticamente ameaçadas.
Este mecanismo de determinação do sexo é o primeiro encontrado em borboletas e surpreendentemente se assemelha mais ao das abelhas pertencentes a um grupo de insetos diferente do que ao do bicho-da-seda, que pertence à mesma ordem de insetos. O mesmo mecanismo evoluiu independentemente em Bicyclus anynana e nas abelhas, o que o torna um exemplo claro de evolução convergente.
Evolução convergente dos mecanismos de determinação do sexo em borboletas e abelhas. Ambos contêm uma região hipervariável (HVR) no gene que controla a determinação do sexo. Crédito:Arjen Van't Hof e Jan Sula, Centro de Biologia CAS
Mecanismos genéticos descobertos que determinam o sexo
O desenvolvimento em dois sexos diferentes está entre as características biológicas mais significativas, mas apesar da importância, os mecanismos genéticos subjacentes não são descobertos na maioria das espécies. A principal razão pela qual tanto ainda é desconhecido é que os mecanismos são extremamente diversos.
Os lepidópteros, um grande grupo de insetos que consiste em borboletas e mariposas, têm cromossomos sexuais W e Z em vez de X e Y. As fêmeas geralmente têm um cromossomo W e um Z e os machos têm dois cromossomos Z. O sexo é determinado pelo cromossomo W em algumas espécies, mas também existem espécies em que as fêmeas não possuem o cromossomo W.
“Essas espécies têm diferentes mecanismos de determinação do sexo que ainda não são conhecidos. O mecanismo que descobrimos em Bicyclus anynana é muito diferente do mecanismo dependente do cromossomo W descoberto anteriormente no bicho-da-seda Bombyx mori”, afirmam os pesquisadores.
