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# Biologia # Biologia evolutiva

Os Segredos Coloridos de Speyeria Mormonia

Descubra as intrigantes variações de cor das borboletas na natureza.

Luca Livraghi, Joseph J. Hanly, Ling Sheng Loh, Albie Henry, Chloe M.T. Keck, Vaughn M. Shirey, Cheng-Chia Tsai, Nanfang Yu, Steven M. Van Belleghem, W. Mark Roberts, Carol L. Boggs, Arnaud Martin

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Segredos das Variações de Segredos das Variações de Cor das Borboletas adaptação das borboletas. Descubra a genética por trás da cor e
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No mundo das borboletas, a aparência pode enganar. Pegue a Speyeria mormonia, por exemplo. Essa borboleta tem dois padrões de cor diferentes nas asas traseiras: as formas prateadas e não prateadas. Enquanto uma versão brilha com escamas prateadas iridescentes, a outra tem manchas bege claras. Essa característica única desperta a curiosidade sobre como e por que essas borboletas têm aparências tão diferentes.

O Que São as Formas Prateadas e Não Prateadas?

Imagine ver duas borboletas que parecem quase iguais à primeira vista. Uma tem escamas prateadas brilhando ao sol enquanto a outra tem uma aparência mais apagada, bege. Essas são conhecidas como formas prateadas e não prateadas. A diferença tá nas escamas minúsculas nas asas. As formas não prateadas têm escamas que são um pouco pigmentadas e porosas, que absorvem a luz. Por outro lado, as escamas prateadas são descoloridas e refletem a luz, criando uma aparência brilhante.

Distribuição Geográfica e Variação

A Speyeria mormonia não é exigente quanto ao seu lar. Ela pode ser encontrada em áreas montanhosas do oeste da América do Norte. Mas aqui está o truque: a frequência das formas prateadas e não prateadas varia de um lugar para outro. Algumas regiões estão lotadas de formas prateadas, enquanto outras têm uma escassez delas. Um estudo analisou quase 10.000 registros dessas borboletas e descobriu que, conforme você se move para o norte, as formas prateadas se tornam menos comuns. Isso leva a uma realização fascinante: as borboletas podem ser influenciadas pelo ambiente local de maneiras que não entendemos totalmente.

No sudeste do Oregon e no norte de Nevada, por exemplo, as formas não prateadas são bastante populares, enquanto áreas próximas têm menos delas. Isso sugere que as borboletas em certos habitats estão fazendo suas próprias coisas, independentemente das tendências populacionais maiores. Cientistas tentaram conectar essas frequências de formas a fatores ambientais como luz solar e temperatura, mas as associações foram surpreendentemente fracas. Parece que as condições locais ou dinâmicas populacionais únicas têm um papel significativo nas aparências dessas borboletas.

A Genética Por Trás do Brilho

Mais sexy que rumores de transferência de um clube de futebol: a herança genética do prateado nessas borboletas é dominada por regras simples. O traço prateado é um traço recessivo raro, o que significa que você precisa de duas cópias do gene prateado para ver o brilho. Cientistas realizaram experimentos de reprodução controlada, que levaram à realização de que o prateado está conectado a um único local no cromossomo 14.

Ao examinar os Genes dessas borboletas, os pesquisadores identificaram uma seção específica de DNA que se correlaciona com a presença de escamas prateadas. Essa seção fica perto de um gene chamado optix, que é conhecido por seu papel na cor e no padrão das borboletas. Mais especificamente, ele afeta como as borboletas desenvolvem suas escamas. A mágica acontece quando as formas prateadas têm SNPs (polimorfismos de nucleotídeo único) que diferem das não prateadas. Pense nesses SNPs como pequenos interruptores que controlam a fábrica de cores nas escamas das asas.

Optix: O Interruptor Principal da Borboleta

Agora, vamos falar do optix. Esse gene é a estrela dos padrões das asas das borboletas. É como o diretor de um desfile de moda, garantindo que tudo esteja no lugar. Quando o optix está ativo, ele ajuda a produzir certos pigmentos que resultam em cores vibrantes. Surpreendentemente, ele também impede a formação de escamas prateadas. Nas formas não prateadas, o gene optix parece fazer seu trabalho de forma mais eficaz, permitindo que aquelas lindas manchas bege se destaquem em vez do prateado.

Em termos simples, se o optix decidisse sair de férias, as escamas prateadas tomariam conta do palco. Isso significa que o gene não é apenas responsável por adicionar cor, mas também por limitar outras cores ou padrões.

O Papel do Ambiente e da Evolução

As frequências variadas das formas prateadas e não prateadas em diferentes regiões sugerem um drama evolutivo. Parece que há forças em jogo que mantêm essa diversidade genética. Em certas áreas, como as Montanhas Cascade e Klamath, o estado prateado recessivo é quase a estrela do show, enquanto outras populações apresentam uma mistura de formas prateadas e não prateadas.

Pesquisas sugerem que o alelo não prateado apresenta sinais de "varreduras seletivas", o que significa que ele tem uma vantagem genética em alguns ambientes. Em termos mais simples, é como ver um time vencendo consistentemente em um esporte. Cientistas verificaram o gene optix em busca de sinais dessas varreduras seletivas e os encontraram em populações onde as formas não prateadas são comuns.

O Mistério da Introgressão

Mas espera, tem mais! A Speyeria mormonia não é a única borboleta na área. Ela compartilha seus habitats com espécies relacionadas, como a Speyeria hydaspe, que só tem o visual não prateado. Ocasionalmente, essas borboletas se cruzam e produzem híbridos. Isso pode levar alguns Alelos não prateados a entrarem na piscina genética da Speyeria mormonia.

Pesquisadores usaram um teste sofisticado para verificar se essas borboletas estavam compartilhando seus genes. Para sua alegria, encontraram evidências de fluxo gênico entre S. mormonia e S. hydaspe. Pense nisso como borboletas trocando dicas de beleza—alelos não prateados estavam se infiltrando na população de S. mormonia, aumentando suas frequências não prateadas.

A Grande Imagem: Adaptação e Repetibilidade da Evolução

Qual é a moral de toda essa drama de borboletas? A genética por trás da adaptação pode ser surpreendentemente previsível. A história do gene optix não para apenas com a S. mormonia. Outras linhagens de borboletas também mostraram que alterações nesse mesmo gene levam à variação nos padrões de cores.

É como uma música popular sendo regravada por vários artistas em diferentes estilos. Embora os gêneros possam mudar, a melodia subjacente continua a mesma. Neste caso, o optix é a melodia cativante que leva a vários efeitos lindos.

Agora, os pesquisadores ficam se perguntando com que frequência isso acontece na natureza. Genes semelhantes continuam aparecendo para criar novas cores e padrões em diferentes espécies? A resposta pode ser sim.

As Perguntas Sem Resposta

Apesar de todas as descobertas, ainda há alguns mistérios a serem desvendados. Por exemplo, qual é o papel das manchas prateadas e não prateadas na vida cotidiana dessas borboletas? Elas são usadas para flertar ou são apenas para camuflagem? Mais pesquisas são necessárias para entender as funções ecológicas dos padrões das asas e como eles interagem com predadores e parceiros.

Conclusão

Na grande scheme das coisas, a história da Speyeria mormonia e seu polimorfismo prateado adiciona mais uma camada à nossa compreensão da evolução das borboletas. É uma dança vibrante de genética, ambiente e adaptação. Embora essas borboletas possam parecer delicadas, sua história é tudo menos simples. Quem diria que criaturas tão coloridas carregam dentro de si uma saga de sobrevivência e mudança?

E da próxima vez que você avistar uma borboleta passando, tire um momento para apreciar não só sua beleza, mas também a complexidade por trás dessas asas deslumbrantes. Afinal, no mundo das borboletas, não é só sobre parecer bom, mas também jogar o jogo evolutivo de forma esplêndida!

Fonte original

Título: Genetic basis of an adaptive polymorphism controlling butterfly silver iridescence

Resumo: Identifying the genes and mutations that drive phenotypic variation and which are subject to selection is crucial for understanding evolutionary processes. Mormon Fritillary butterflies (Speyeria mormonia) exhibit a striking wing color polymorphism throughout their range: typical morphs bear silver spots on their ventral surfaces, and can co-occur with unsilvered morphs displaying a dull coloration1. Through genome-wide association studies in two polymorphic populations, we fine-map this difference in silvering to the 3 region of the transcription factor gene optix. The expression of optix is confined to the unsilvered regions that surround the spots, and these patterns are transformed to a silver identity upon optix RNAi knockdown, implicating optix as a repressor of silver scales in this butterfly. We show that the unsilvered optix haplotype shows signatures of recent selective sweeps, and that this allele is shared with the monomorphic, unsilvered species Speyeria hydaspe, suggesting that introgressions facilitate the exchange of variants of adaptive potential across species. Remarkably, these findings parallel the role of introgressions and cis-regulatory modulation of optix in shaping the aposematic red patterns of Heliconius butterflies2-7, a lineage that separated from Speyeria 45 million years ago8. The genetic basis of adaptive variation can thus be more predictable than often presumed, even for traits that appear divergent across large evolutionary distances. O_FIG O_LINKSMALLFIG WIDTH=200 HEIGHT=199 SRC="FIGDIR/small/628425v1_ufig1.gif" ALT="Figure 1"> View larger version (112K): [email protected]@982c74org.highwire.dtl.DTLVardef@8e90b3org.highwire.dtl.DTLVardef@1bddf3c_HPS_FORMAT_FIGEXP M_FIG Graphical Abstract C_FIG

Autores: Luca Livraghi, Joseph J. Hanly, Ling Sheng Loh, Albie Henry, Chloe M.T. Keck, Vaughn M. Shirey, Cheng-Chia Tsai, Nanfang Yu, Steven M. Van Belleghem, W. Mark Roberts, Carol L. Boggs, Arnaud Martin

Última atualização: 2024-12-17 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.13.628425

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.13.628425.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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