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Como as borboletas voam entre as flores, nem todas veem as flores da mesma maneira. Em um fenômeno chamado visão sexualmente dimórfica, as fêmeas de algumas espécies de borboletas percebem a cor ultravioleta, enquanto os machos veem a luz e a escuridão. Biólogos da Universidade da Califórnia, em Irvine, descobriram que, em pelo menos uma espécie, a variação resulta do salto de um gene da visão para um cromossomo sexual. É a primeira descoberta conhecida de que esse tipo de alteração genética causa visão sexualmente dimórfica.
O estudo aparece em Anais da Academia Nacional de Ciências.
A equipe da UCI determinou isso enquanto investigava o Helicônio gênero borboleta. Algumas de suas espécies veem a cor ultravioleta, uma gama mais ampla do que o espectro de luz visível que os humanos percebem. Uma substância produzida pelo gene opsina é responsável pela capacidade visual dessas borboletas. Em Helicônio espécies com visão sexualmente dimórfica, a percepção da cor ultravioleta está presente apenas nas fêmeas.
Em busca do mecanismo genético por trás dessa diferença, os biólogos da UCI selecionaram como tema Heliconius charithonia, em que a capacidade visual é sexualmente dimórfica. Quando terminaram de montar o primeiro genoma completo dessa espécie, descobriram que seu cromossomo W – ou feminino – continha o gene opsina.
“Este é o primeiro caso conhecido em que a visão de cores dimórficas em animais vem de um único gene que se move para um cromossomo sexual”, disse o primeiro autor Mahul Chakraborty, cientista assistente do projeto em ecologia e biologia evolutiva. “Além do significado científico da descoberta, ela destaca as complexidades do sequenciamento genético automatizado e o papel crucial da validação”.
Ele fez grande parte de seu trabalho no projeto enquanto pesquisador de pós-doutorado nos laboratórios dos autores correspondentes Adriana Briscoe e JJ Emerson, ambos membros do corpo docente do Departamento de Ecologia e Biologia Evolutiva.
Genomas previamente montados para Heliconius charithonia eram fragmentários. Nenhum incluía o cromossomo W, cujo código altamente repetitivo pode representar obstáculos para o sequenciamento automático. Os pesquisadores da UCI começaram seu estudo sequenciando automaticamente o genoma da espécie, mas isso não revelou todas as cópias esperadas do gene opsina. Implacáveis, eles examinaram a codificação manualmente.
“Eu passei por cada parte do sequenciamento”, disse Angelica Lara, que era estudante de ecologia e biologia evolutiva quando começou a trabalhar com a equipe de investigação. Lara continuou a participar do projeto como pesquisadora pós-bacharelado depois de se formar. “Ainda não consegui encontrar a opsina depois de toda aquela revisão. Então percebi que uma parte do código do cromossomo W não havia sido bem formatada e acreditei que a opsina deveria estar localizada lá”, disse ela.
Os esforços de Lara levaram Chakraborty a examinar esse segmento mais de perto. Descobriu-se que o sequenciamento automático havia descartado essa seção da codificação do cromossomo, provavelmente frustrada por sua repetitividade. A restauração revelou o gene da opsina, e a equipe confirmou a descoberta com testes adicionais.
“Sem esta anotação e investigação manual, teríamos feito suposições incorretas e enganosas”, disse Briscoe, professor de ecologia e biologia evolutiva. “Agora que fizemos essa descoberta, podemos nos aprofundar muito na mecânica por trás do dimorfismo e entender seu propósito”.
Os cientistas acreditam que a diferença de visão pode ser a razão pela qual as fêmeas e os machos de algumas espécies de borboletas se alimentam de diferentes tipos de flores. Até agora, as únicas outras criaturas conhecidas por terem visão sexualmente dimórfica são certos tipos de primatas.
A pesquisa foi apoiada pela National Science Foundation, National Institutes of Health, UCI Optical Biology Core Facility e Texas A&M University.
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