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É quase Dia dos Namorados e o amor está no ar. Ou na camada de cera em sua pele, se você for uma mosca de vinagre. É aí que as moscas encontram feromônios que desempenham um papel importante na regulação da atração sexual.
As moscas usam feromônios para garantir que cortejam e acasalam com membros da mesma espécie. À medida que novas espécies de moscas se separam de um ancestral comum, mas continuam a compartilhar o mesmo ambiente, elas precisam de uma maneira de diversificar rapidamente seus feromônios para suprimir o acasalamento entre espécies. Quando os membros de duas espécies relacionadas param de se achar atraentes, isso ajuda a evitar o cruzamento.
Mas é mais complicado do que “ela me ama, ela não me ama.“
Como a percepção e a produção de feromônios são mediadas por diferentes tecidos e vias celulares, a evolução de novos feromônios de acasalamento requer uma evolução coordenada tanto dos genes responsáveis por detectar os feromônios quanto dos genes que os produzem.
Um novo estudo em iScience liderado por Yehuda Ben-Shahar na Universidade de Washington em St. Louis identifica uma ligação entre as instruções genéticas para a produção e percepção de feromônios sexuais. A pesquisa foi realizada em colaboração com Jocelyn Millar, da Universidade da Califórnia, em Riverside.
Os pesquisadores relataram que uma única proteína chamada Gr8a é expressa em diferentes órgãos em moscas machos e fêmeas e parece desempenhar um papel inibitório na tomada de decisões de acasalamento. As descobertas apontam para uma das maneiras pelas quais as moscas podem colocar barreiras comportamentais para proteger contra o acasalamento com o tipo errado de parceiro.
“Os feromônios de acasalamento geralmente mostram uma evolução rápida”, disse Ben-Shahar, professor de biologia em Artes e Ciências. “Como a comunicação feromonal requer um reconhecimento estrutural muito robusto e específico de produtos químicos usados como feromônios pelas proteínas que os ligam em neurônios sensoriais (quimiorreceptores), isso significa que grandes mudanças moleculares no receptor ou no feromônio reduziriam a atração sexual entre machos e fêmeas.”
Ben-Shahar e sua equipe descobriram que o Gr8a era expresso nos tecidos das peças bucais das moscas, incluindo a probóscide, bem como nos neurônios gustativos das patas dianteiras de machos e fêmeas. Eles também encontraram Gr8a em células do abdômen de machos. Isso foi importante porque forneceu a Ben-Shahar e sua equipe a primeira dica de que um gene previamente identificado como um quimiorreceptor sensorial também deve ter funções não neuronais.
“Nossas descobertas fornecem uma explicação molecular relativamente simples de como a produção e a percepção do sinal estão ligadas nas moscas do vinagre”, disse Ben-Shahar. “Uma única proteína pleiotrópica pode funcionar como um receptor de feromônios em neurônios sensoriais, bem como contribuir para sua produção nas células produtoras de feromônios (enócitos) dos homens, por meio de um processo menos compreendido”.
Em um dos experimentos conduzidos por Ben-Shahar e sua equipe, os cientistas pegaram moscas que eram mutantes para o receptor Gr8a e as reconstituíram usando informações de uma espécie diferente de mosca do vinagre. Este experimento mostrou que a introdução de Gr8a de outra espécie foi suficiente para alterar o perfil geral de feromônio do animal.
Os cientistas ainda não identificaram exatamente como o quimiorreceptor afeta a forma como o sinal é produzido, mas sabem que ele causa diferenças quantitativas e qualitativas nos feromônios. E mesmo pequenas mudanças nos feromônios podem ser suficientes para impedir que moscas intimamente relacionadas se achem atraentes – e mudar seus comportamentos de escolha de parceiros.
A questão de como espécies intimamente relacionadas evoluem e mantêm barreiras comportamentais de acasalamento é aquela que tem implicações para vários campos de pesquisa biológica básicos e aplicados.
“Com base no que observamos, as mutações em um único gene podem fornecer um caminho molecular para um sistema de comunicação feromonal evoluir, mantendo o acoplamento funcional entre um feromônio e seu receptor”, disse Ben-Shahar. “Nossa pesquisa revela um caminho potencial para sistemas feromonais evoluir rapidamente quando novas espécies surgem.”
Este trabalho foi financiado pelas concessões da National Science Foundation 1322783, 1754264 e 1707221, e pela concessão NS089834 do National Institutes of Health (NIH).
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