Existem mais de 18.000 espécies de borboletas documentadas em todo o mundo. Trata-se de um dos grupos mais diversos dentro do reino animal. As cores nas asas das borboletas fascinam tanto cientistas quanto naturalistas.
Uma equipe internacional de pesquisadores descobriu que a regulação da cor preta nas asas das borboletas não depende do gene cortex, como se pensava, mas de um microRNA, uma molécula conhecida como “mir-193”.
Uma descoberta que desafia hipóteses anteriores
Este achado desafia hipóteses anteriores e levanta novas questões sobre o controle genético da pigmentação nos lepidópteros. Os resultados foram publicados na revista Science.
O estudo foi realizado por cientistas de Cingapura, Japão e Estados Unidos, liderados pela professora Antonia Monteiro e pelo doutor Shen Tian do Departamento de Ciências Biológicas da Universidade Nacional de Cingapura.
A identificação de mir-193 como regulador da pigmentação sugere que os microRNAs desempenham um papel crucial na evolução dos padrões de cor em animais. Isso pode mudar a maneira como se investiga como os genes influenciam as características físicas dos seres vivos.
Um enigma sobre a cor das borboletas
Embora seja sabido há muito tempo quais fatores ecológicos influenciam se as borboletas têm ou não melanina em suas asas, ainda não se compreendia bem quais genes e processos moleculares controlam essas mudanças.
Durante décadas, os cientistas assumiram que o gene cortex era o “interruptor” que controlava a coloração melânica. Esse pressuposto se baseava no fato de que as variações na pigmentação costumavam estar ligadas à região do DNA onde o gene está localizado. No entanto, evidências contraditórias começaram a gerar dúvidas sobre seu papel.
Essa incerteza levou os pesquisadores a explorar outras características genômicas dentro da mesma região do DNA.
Como os cientistas investigaram a pigmentação
Para determinar qual elemento dentro da região genômica era responsável pela cor preta nas asas, a equipe utilizou a ferramenta de edição genética CRISPR-Cas9 para inativar diferentes genes em borboletas modelo.
Trabalhou-se com três espécies pertencentes a linhagens evolutivas profundamente divergentes: a borboleta marrom africana, a branca da Índia e o mormon comum, uma espécie da Ásia.
Os pesquisadores usaram CRISPR-Cas9 para inativar o microRNA mir-193 nas três espécies de borboletas. O objetivo era verificar se este era o regulador da cor preta nas asas e se sua função se mantinha em diferentes famílias de borboletas.
Esse microRNA é uma molécula pequena de RNA não codificante que regula a expressão de genes envolvidos na produção de melanina. Ele é conservado em diferentes grupos de animais, o que indica que sua função foi mantida ao longo da evolução.
Os efeitos de modificar mir-193 em diferentes espécies
Na borboleta marrom africana (Bicyclus anynana), a remoção da molécula reduziu a quantidade de melanina nas asas, antenas, patas e abdômen. Isso resultou em uma mudança para um tom marrom claro nas asas e na perda da cor preta nos padrões oculares.
Nos mutantes com deleções maiores, os indivíduos não puderam voar, o que sugere que o mir-193 também influencia outras estruturas do corpo.
Na borboleta branca da Índia (Pieris canidia), a mudança levou à eliminação de toda a pigmentação negra e cinza. As asas ficaram completamente brancas, sem afetar as áreas amarelas. Isso demonstrou que o mir-193 regula exclusivamente a melanina sem influenciar outros pigmentos presentes na espécie.
No mormon comum (Papilio polytes), o uso da edição genética também fez desaparecer a cor preta das asas, mas neste caso foram expressos novos padrões em cores branca, amarela e vermelha. Isso sugere que, nesta espécie, o mir-193 não apenas regula a melanina, mas também pode influenciar a expressão de outros pigmentos ou permitir que outros genes de pigmentação assumam maior destaque.
Em todas as espécies, segundo os pesquisadores, mir-193 mostrou ser o principal regulador da cor preta nas asas.
No entanto, houve diferenças nos efeitos observados: em Bicyclus anynana, a mutação afetou além das asas e alterou a capacidade de voo; em Pieris canidia, a mudança se limitou à conversão do preto em branco sem alterar outras cores; e em Papilio polytes, a perda do preto permitiu a expressão de outras cores, indicando uma regulação mais complexa da pigmentação.
A importância das borboletas na natureza
As borboletas são importantes polinizadores em diversas culturas agrícolas. Além disso, sua função ecológica também é fonte de alimento para predadores como pássaros, aranhas, lagartixas e outros animais.
A importância das borboletas também inclui o fato de que são excelentes não apenas para a natureza, mas também para o seu jardim, pois são atraídas por flores brilhantes e precisam se alimentar de néctar. Quando fazem isso, seus corpos coletam pólen e o transportam para outras plantas. Isso ajuda frutas, legumes e flores a produzirem novas sementes. A maioria das plantas precisa de polinizadores como abelhas e borboletas para se reproduzir.
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