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Estudo inovador de polinizadores oferece pistas para o ‘mistério abominável’ de Darwin

Traduzido de Science Daily

A pesquisa sobre as preferências de flores das mariposas polinizadoras pode ter fornecido uma pista vital para os fatores simples necessários para o surgimento de novas espécies.

As fortes relações coevolucionárias entre plantas polinizadoras e animais há muito foram reconhecidas como um potencial condutor de altas taxas de especiação nas 275.000 plantas com flores existentes.

Mudanças entre polinizadores, como abelhas, beija-flores, mariposas-falcão e morcegos, geralmente coincidem com eventos de especiação de plantas.

Cada uma dessas “guildas” de polinizadores é atraída por um conjunto diferente de características florais, como cor do néctar, padrões, aroma, forma e recompensa, conhecidos coletivamente como síndrome de polinização.

Até agora, a genética detalhada das características envolvidas na especiação movida a deslocamento de polinizadores permanece obscura, exceto em alguns sistemas modelo em desenvolvimento.

Em um novo estudo, os pesquisadores decidiram projetar um interruptor polinizador em laboratório que pudesse refletir a origem de uma nova espécie na natureza.

Eles selecionaram uma espécie na seção Erythranthe do gênero Mimulus (flores de macaco) onde a evolução da polinização por polinização da polinização por beija-flor não ocorreu.

Eles fizeram alterações genéticas em dois genes de cores de flores, efetivamente sintetizando uma nova espécie de Mimulus com níveis mais baixos de pigmento antocianina vermelho e pigmentos carotenóides amarelos. Essas mudanças foram baseadas em observações na natureza de que a maioria das flores polinizadas por beija-flores são vermelhas e não são facilmente visíveis para falcões, cuja sensibilidade visual não se estende a comprimentos de onda mais longos de luz vermelha. As flores polinizadas por polinização por polinização, por outro lado, são geralmente brancas ou pálidas e altamente refletivas, adaptadas para serem detectadas pelo crepúsculo e mariposas noturnas.

Os pesquisadores testaram a atratividade dos quatro fenótipos de cores resultantes – vermelho, amarelo, rosa e branco – usando mariposas-falcão criadas em laboratório, sem exposição prévia às flores.

As mariposas-gavião preferiam cores “derivadas” não vermelhas – amarelo, rosa e branco – em vez do vermelho ancestral preferido pelos beija-flores e visitavam essas flores de cores claras com mais frequência e por períodos totais mais longos durante o período experimental.

O estudo descobriu que apenas essas duas mudanças genéticas simples projetadas pelos pesquisadores foram necessárias para afetar a preferência de polinizador polinizador.

“Esperávamos que os falcões mostrassem alguma preferência entre as cores, mas suas preferências eram extremamente fortes”, disse o primeiro autor, Dr. Kelsey Byers, do John Innes Center e anteriormente baseado na Universidade de Washington (Seattle, WA, EUA). UU.) , Onde esta investigação foi realizada. Lugar, colocar.

“Nosso estudo mostra que mudanças na síndrome de polinização de plantas com flores podem ocorrer por meio de relativamente poucas mudanças genéticas, e isso sugere ainda que apenas algumas mudanças genéticas simples podem ser necessárias para a origem de uma nova espécie.”

Fascinado pelo que descreveu como o “abominável mistério” de várias espécies de plantas com flores, Charles Darwin previu que a orquídea estrela malgaxe (Angraecum sesquipedale), que tem uma flor branca e 35 cm de néctar, deve ser polinizada por um (então desconhecido) penteiro com tronco de 35 cm. Exatamente um polinizador dessa espécie foi descoberto décadas após sua previsão, confirmando sua hipótese.

Este estudo também inspira uma abordagem prospectiva para a compreensão da especiação do deslocamento do polinizador de plantas, fazendo previsões e testando-as experimentalmente usando novas combinações de características sintetizadas em laboratório. Isso está em contraste com a abordagem retrospectiva clássica que envolve a comparação de plantas relacionadas a diferentes polinizadores em busca de diferenças nas características florais principais e os efeitos delas na preferência dos polinizadores.

“Nós mostramos que etapas críticas em direção à origem de uma nova espécie de planta polinização-polinização sintetizada experimentalmente podem ser previstas com base em uma compreensão fundamental das síndromes de polinização e genética”, disse o Dr. Byers.

Até agora, os experimentos eram limitados ao laboratório usando insetos criados em laboratório e uma possível direção futura da pesquisa é testar a hipótese na natureza com insetos selvagens para determinar se uma nova espécie poderia persistir no ambiente externo.

Fonte da história:

Materiais fornecido por John Innes Center. Nota: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e comprimento.



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