Evolução dos tentilhões de Darwin acompanhados no nível genético

Biologia

23/04/2016

Os investigadores estão identificando os genes que estão por trás dos bicos variados de tentilhões de Darwin - os pássaros emblemáticos cuja variações facial tornaram-se um exemplo clássico da teoria da seleção natural de Charles Darwin.


Segundo a revista Scientific American do dia 22 de abril de 2016, no ano passado, os investigadores identificaram um gene que ajuda a determinar a forma de bicos das aves. Hoje na ciência, eles relatam um gene diferente que controla o tamanho do bico. Mudanças neste gene subjacente uma mudança evolutiva que os investigadores observavam em 2004-05, durante uma seca que devastou as Ilhas Galápagos, onde os tentilhões vivem. Os tamanhos dos bicos de uma população de tentilhões encolheu, de modo a evitar a concorrência para fontes de alimento com um tipo diferente de passarinho - e sua genética alterada em conformidade.


"A grande questão era: 'É possível identificar genes subjacentes a esta evolução em ação, mesmo em uma população natural?'", Diz Leif Andersson, geneticista da Universidade de Uppsala, na Suécia e um dos autores do estudo. "Fomos capazes de pregar abaixo genes que têm desempenhado diretamente um papel nesta mudança evolutiva."


A história começa cerca de dois milhões de anos atrás, quando o ancestral comum de todos os tentilhões de Darwin chegou nas Ilhas Galápagos. Até o momento da visita de Charles Darwin em 1835, os pássaros tinham diversificado em mais de uma dúzia de espécies, cada uma adaptada a diferentes nichos ecológicos. Alguns tinham bicos enormes para as sementes, alguns tinham bicos delicados para insetos, e alguns até tinham bicos afiados para alimentar-se de sangue.


Para examinar a base genética para essa variação, os pesquisadores compararam os genomas de 60 aves representando seis espécies de tentilhões de Darwin, juntamente com 120 exemplares de outras espécies para ajudá-los a destrinchar as relações filogenéticas. Como esperado, espécies estreitamente relacionadas tinha os genomas mais semelhantes.


GENE PARA O TAMANHO

Mas naqueles seis espécies de tentilhões uma região do genoma correlacionado mais com o tamanho do pássaro do que com parentesco. O gene mais provável era HMGA2, que é conhecido por afetar o tamanho e estrutura de cara em outros animais. Outras análises mostraram que nos tentilhões de Darwin, a região HMGA2 é particularmente importante no controle do tamanho do bico.


Os pesquisadores, estão observando o papel da região do gene HMGA2 em um evento evolucionário dramática. Após a seca atingiu a Galápagos em 2003, muitos dos tentilhões de terra média ( Geospiza fortis ) com bicos maiores do que a média morreram de fome. Eles não poderia competir com uma espécie maiores ( Geospiza magnirostris ) que colonizaram recentemente a ilha e era melhor em comer sementes grandes. Após a seca, os tentilhões de terra médio que conseguiram sobreviver tinham bicos menores do que aqueles que tinham morrido, provavelmente porque eles eram mais adequados para comer as sementes pequenas que seus concorrentes evitados.


Ao analisar o DNA de tentilhões de terra médio que viveram na época da seca, os pesquisadores descobriram que o grande bico HMGA2 variante era mais comum em aves que morreram de fome, enquanto a variante de pequeno-bico foi mais comum em aves que sobreviveram. Essa mudança genética é provavelmente responsável por alguma da redução no tamanho do bico, dizem os pesquisadores.


A descoberta abre novas perguntas para biólogos para explorar, como quando variantes genéticas surgem e como elas contribuem para a divisão entre as espécies, diz Dolph Schluter, biólogo evolucionista da Universidade de British Columbia, em Vancouver, Canadá.


"Por um lado, isso não muda nada, em que já sabia que havia uma resposta evolutiva à concorrência durante esse seca", diz Schluter. "Mas, por outro lado, isso muda tudo, porque podemos apontar para uma base material físico para essa mudança."

Evolution of Darwin's Finches Tracked at Genetic Level Researchers pinpoint gene for beak size and track how it changed during a severe drought. By Nala Rogers, Nature magazine on April 22, 2016. http://www.scientificamerican.com/article/evolution-of-darwin-s-finches-tracked-at-genetic-level/