As borboletas Oakleaf são mímicas maravilhosas. Embora as superfícies superiores de suas asas sejam coloridas com laranjas e azuis brilhantes, as superfícies inferiores são de um marrom fosco e lembram folhas mortas. Quando uma borboleta de folha de carvalho pousa em uma planta e fecha as asas, ela se disfarça perfeitamente como uma folha morta, até os mínimos detalhes do caule da folha, nervura central, nervuras e manchas de decomposição. Até agora, a genética que controla este fenómeno notável não foi revelada.
Em pesquisa recente, publicada na revista Célulaos cientistas investigaram a base genética subjacente à semelhança das folhas em Kallim borboletas, que são encontradas em locais no leste, sul e sudeste da Ásia. O estudo concentrou-se em espécies encontradas em hotspots de biodiversidade montanhosos e de planície, incluindo várias ilhas ao sul e leste do continente asiático. Ao usar borboletas desses diversos locais, os pesquisadores esperavam acessar o maior número possível de padrões diferentes de semelhança de folhas e compreender a evolução dessa diversidade fenotípica.
“As asas das borboletas têm estruturas relativamente simples, mas esta estrutura simples é responsável por algumas funções muito complexas: locomoção, termorregulação, preferência de parceiro e evitação de predadores”, disse Wei Zhang, investigador de borboletas na Universidade de Pequim, na China. “Como essas asas são estruturalmente simples, mas funcionalmente complexas, acho que as asas de borboleta são o sistema ideal para abordar múltiplas questões evolutivas.”
Primeiro, os pesquisadores sequenciaram os genomas de 105 borboletas de 21 gêneros diferentes da família Nymphalidae. Os resultados mostraram que as folhas imitam as borboletas do Kallim gênero formou um grupo monofilético geneticamente distinto das borboletas de outros gêneros da família.
Em seguida, a equipe analisou os genomas de 36 borboletas do gênero Kallim, coletados em 11 localizações geográficas no leste e sudeste da Ásia. Isto permitiu aos investigadores ter uma ideia da história evolutiva deste fascinante grupo de imitadores de folhas. Os resultados sugerem que este grupo de borboletas se diversificou no leste do Himalaia durante o Período Pleistoceno, e posteriormente se dispersou para outras regiões da Ásia, bem como para áreas que hoje são ilhas.
Os especialistas também sequenciaram os genomas de 78 indivíduos, todas as espécies K. inachus, que mostrava uma variedade de padrões de folhas diferentes em suas asas. Ao fazer isso, eles esperavam revelar a base genética para a variedade de diferentes padrões de asas de folhas mortas encontradas nesta espécie. Eles ficaram fascinados ao encontrar dez formas distintas de asas de folhas no total, que provavelmente foram determinadas por combinações de cinco alelos (formas genéticas alternativas) do gene conhecido como córtex. Este gene é conhecido por controlar a cor das asas e do corpo em várias outras mariposas e borboletas.
Os cinco alelos foram associados a padrões sob as asas que os pesquisadores chamaram de simples, com veios, embaralhados, ondulados e mofados. Eles levantaram a hipótese de que os dez padrões distintos de folhas alares eram provavelmente o resultado de diferentes combinações desses alelos. Quando este padrão de variação fenotípica existe dentro de populações naturais, é muitas vezes uma indicação de que diversas pressões de seleção diferentes atuam sobre a característica (padrão de asa inferior) e fazem com que certos resultados sejam selecionados porque aumentam as chances de sobrevivência dos indivíduos que os carregam.
Os pesquisadores notaram que Kallim borboletas têm obtido proteção contra folhas semelhantes há milhões de anos e que a variedade de padrões de asas encontrados hoje é o resultado de pressões evolutivas sobre o córtex gene. Os efeitos das várias pressões de seleção resultaram em polimorfismo equilibrado, um estado em que os padrões das dez folhas das asas são todos mantidos nas populações de borboletas atuais.
“Este polimorfismo da asa da folha foi mantido em múltiplos Kallim espécies, mas espécies diferentes podem ter frequências fenotípicas diferentes”, explicou Zhang. “Acho que isso se deve à proliferação de plantas específicas em habitats específicos, de modo que as borboletas ganharão mais benefícios protetores por terem diferentes frequências de fenótipos de asas.”
O método experimental utilizado pela equipe permitiu-lhes investigar tanto a macroevolução quanto a microevolução do mimetismo foliar em borboletas de folha de carvalho. “Geralmente nos concentramos na biodiversidade a um nível macroevolutivo”, disse Zhang. “Mas raramente temos casos que ilustrem em detalhes como a diversidade de espécies e a diversidade genética se originaram em tal ponto crítico de diversidade.”
No futuro, Zhang e sua equipe pretendem examinar como a coloração e os padrões das asas variam em diferentes regiões e com diferentes plantas. “Gostaríamos de entender como esses genes facilitam e originaram esses belos e diversificados padrões de asas”, disse Zhang.
Mais detalhes sobre o estudo estão disponíveis em: https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(22)00794-2
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Por Alison Bosman, Naturlink Funcionário escritor
