Resumo em 15 segundos
- Usando edição genética CRISPR/Cas9, Linlin Zhang e Robert D.
- O resultado do Distal-less merece destaque porque foi contrário às previsões anteriores.
- Um estudo comparativo com borboletas do gênero Junonia, publicado por Ullasa Kodandaramaiah, Patrik Lindenfors e Birgitta S.
- Os pesquisadores a usaram para deletar spalt e Distal-less e observar o efeito direto de cada um sobre os padrões das asas.
Resumo dos pontos principais. A matéria completa está logo abaixo.
Ocelos são as manchas redondas que parecem olhos nas asas de borboletas e mariposas. E, apesar de desenhos complexos, a presença deles depende de pouquíssimos genes — dois, para ser exato.
Usando edição genética CRISPR/Cas9, Linlin Zhang e Robert D. Reed, da Universidade Cornell, apagaram um gene chamado spalt e obtiveram borboletas com ocelos reduzidos ou completamente ausentes. Ao apagar outro, o Distal-less, o resultado foi o oposto — e o oposto também do que se esperava: ocelos maiores e em maior número.
O trabalho saiu em 15 de junho de 2016 na revista Nature Communications, com DOI 10.1038/ncomms11769.
Dois genes, dois papéis opostos
Ambos são fatores de transcrição — proteínas que ligam e desligam outros genes — e ambos foram “recrutados” pela evolução para uma função nova, diferente daquela que exerciam originalmente. O termo técnico para isso é cooptação.
O experimento definiu o papel de cada um:
- spalt — atua como promotor. Sem ele, os ocelos encolhem ou desaparecem;
- Distal-less — atua como repressor. Sem ele, os ocelos crescem e se multiplicam.
O achado que contrariou a previsão
O resultado do Distal-less merece destaque porque foi contrário às previsões anteriores. Suspeitava-se que ele participasse da formação dos ocelos de forma positiva; o experimento mostrou que ele age freando.
É um exemplo de por que edição genética mudou esse campo: antes, a associação entre gene e característica vinha de correlações — onde o gene é expresso, o padrão aparece. Apagar o gene e observar o efeito é outra categoria de evidência.
Como resumiu Reed, era esperado que dezenas ou centenas de genes participassem da tarefa. Descobrir que um ou dois bastam para adicionar ou subtrair padrões complexos sugere que os animais são montados em módulos, como um kit de peças.
Um gene que faz muitas coisas
O Distal-less se revelou multifuncional. Além de reprimir ocelos, participa da formação de outras partes do corpo: as borboletas editadas nasceram também com pernas e antenas mais curtas.
Isso ilustra um princípio geral da genética do desenvolvimento — o mesmo gene é reutilizado em contextos diferentes, e mexer nele produz efeitos em cascata que vão muito além do alvo pretendido.
Para que servem os ocelos, afinal
A genética explica como o padrão se forma. A pergunta sobre por que ele existe tem duas respostas concorrentes, e o debate é antigo.
A hipótese da intimidação sustenta que o ocelo assusta o predador antes do ataque: as asas abertas de repente sugerem o rosto de um animal grande, e o pássaro desiste.
A hipótese do desvio propõe outra coisa: o ocelo não evita o ataque, apenas o redireciona para a borda da asa, longe do corpo. A borboleta perde um pedaço da asa e escapa viva.
O que a evidência mostra: as duas coisas
Um estudo comparativo com borboletas do gênero Junonia, publicado por Ullasa Kodandaramaiah, Patrik Lindenfors e Birgitta S. Tullberg na revista Ecology and Evolution (DOI 10.1002/ece3.831), encontrou um padrão revelador: o tamanho e a posição do ocelo se associam a funções diferentes.
Ocelos grandes tendem a aparecer isolados, e quanto maiores e mais conspícuos, mais eficazes como intimidação. Ocelos pequenos ficam mais próximos da margem da asa — exatamente onde a hipótese do desvio prevê que estariam.
Experimentos de campo com predadores reais sustentam ambos os mecanismos: modelos com ocelos foram atacados preferencialmente em partes não vitais, e os casos mais espetaculares de intimidação vêm de espécies cujos ocelos ficam escondidos na posição de repouso e são expostos de repente.
Em dezembro de 2024, uma revisão sistemática com meta-análise publicada na eLife por Ayumi Mizuno, Malgorzata Lagisz, Pietro Pollo e colegas (DOI 10.7554/eLife.96338) reuniu a evidência disponível sobre os mecanismos antipredação dos ocelos — sinal de que a questão segue ativa décadas depois de formulada.
Não é só defesa
Os padrões das asas também influenciam a escolha de parceiros. O mesmo desenho que fala com o predador fala com potenciais parceiros da própria espécie, o que significa que ele está sob duas pressões seletivas ao mesmo tempo — às vezes em direções opostas.
Há ainda o repertório vizinho: algumas borboletas são tóxicas ou de gosto ruim, e as aves aprendem a associar certos desenhos a uma refeição ruim. Outras espécies, inofensivas, imitam as tóxicas para colher o benefício sem pagar o custo.
Por que asas de borboleta interessam tanto
Elas oferecem algo raro: um sistema onde a variação é visível a olho nu e mensurável. Dá para fotografar a diferença, quantificá-la e cruzar com genética e sobrevivência.
Como Reed coloca, a variação é a matéria-prima da evolução — e nas asas de borboleta ela está exposta.
O alcance vai além do grupo: entender como um punhado de genes controla padrões de cor ajuda a explicar como padrões surgem em outras espécies, das penas às pelagens.
Perguntas frequentes
O que são os ocelos das borboletas?
São manchas circulares nas asas que lembram olhos. Aparecem em borboletas e mariposas e funcionam como defesa contra predadores, além de influenciar a escolha de parceiros.
Quantos genes controlam os ocelos?
Apenas dois foram suficientes no experimento com CRISPR: spalt, que promove a formação dos ocelos, e Distal-less, que a reprime. Apagar spalt elimina os ocelos; apagar Distal-less aumenta o tamanho e o número deles.
Para que servem os ocelos?
Há duas explicações, e a evidência sustenta as duas. Ocelos grandes tendem a intimidar o predador antes do ataque; ocelos pequenos, próximos à margem da asa, desviam o ataque para longe do corpo.
O que é CRISPR e como foi usado nesse estudo?
É uma técnica de edição genética que permite apagar genes específicos. Os pesquisadores a usaram para deletar spalt e Distal-less e observar o efeito direto de cada um sobre os padrões das asas.
Apagar Distal-less afeta só as asas?
Não. O gene é multifuncional: as borboletas editadas nasceram também com pernas e antenas mais curtas, mostrando que ele participa da formação de outras partes do corpo.
Fontes
- Zhang, L.; Reed, R. D. Genome editing in butterflies reveals that spalt promotes and Distal-less represses eyespot colour patterns. Nature Communications, 15 jun. 2016. DOI 10.1038/ncomms11769.
- Kodandaramaiah, U.; Lindenfors, P.; Tullberg, B. S. Deflective and intimidating eyespots: a comparative study of eyespot size and position in Junonia butterflies. Ecology and Evolution, 2013. DOI 10.1002/ece3.831.
- Mizuno, A.; Lagisz, M.; Pollo, P. et al. A systematic review and meta-analysis of eyespot anti-predator mechanisms. eLife, dez. 2024. DOI 10.7554/eLife.96338.
Matéria escrita e revisada originalmente por Paulo Budri.
