Com a participação de cientistas colombianos, um estudo redesenhou a árvore evolutiva das borboletas com asas de tigre e revelou seis novas espécies.

Com mais de 400 espécies, as borboletas asa-de-tigre e asa-de-vidro ( Ithomiine ), comuns na América Central e do Sul, representam uma proporção significativa das borboletas presentes nessas regiões. Isso as torna bons indicadores ecológicos em ambientes de alta biodiversidade, como a Amazônia.

Entretanto, a semelhança nos padrões de cores (sugerindo toxicidade para repelir pássaros) das diferentes variedades desses insetos tem representado um desafio para seu estudo e monitoramento.

Para se aprofundar nas diferenças genéticas por trás das pequenas variações entre as espécies, uma nova pesquisa se propôs a repensar a árvore genealógica desta subfamília.

A pesquisa, publicada no Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), oferece novos insights sobre essas borboletas, bem como sobre os fatores envolvidos na rápida diversificação de espécies e por que algumas são mais adaptáveis .

Entre as descobertas, que nos ajudam a entender como a vida evoluiu até agora e podem fornecer pistas sobre como ela pode mudar no futuro, está o fato de que algumas dessas borboletas podem detectar outras de sua própria espécie por meio de sinais químicos, permitindo que elas se reconheçam em áreas onde coexistem várias espécies com aparência idêntica.

Cientistas descobriram que mesmo as espécies mais próximas de borboletas-tigre produzem feromônios diferentes, indicando que elas conseguem se reconhecer por meio desses sinais químicos. Como essas borboletas têm a mesma aparência para alertar os predadores de que são tóxicas, esse mecanismo permite que elas encontrem parceiros compatíveis.

A equipe internacional por trás deste estudo incluiu especialistas do Instituto Wellcome Sanger, da Universidade Regional Amazónica Ikiam no Equador, da Universidade Estadual de Campinas no Brasil, da Universidade de Cambridge e outras instituições.

Representando a Colômbia, participaram e colaboraram neste estudo multidisciplinar Camilo Salazar , pesquisador e professor da Faculdade de Ciências e Engenharia da Universidade do Rosário, e Nicol Rueda , doutoranda em Ciências Biomédicas e Biológicas pela mesma instituição.

Eva van der Heijden, autora principal do Instituto Wellcome Sanger e da Universidade de Cambridge, explicou que este projeto surgiu porque as borboletas asa-de-tigre são um grupo incrivelmente adaptável que tem sido valioso na pesquisa ecológica há cerca de 150 anos.

"No entanto, até agora, não dispúnhamos de recursos genéticos robustos para identificar suas espécies, o que dificulta seu monitoramento. Com esta nova árvore evolutiva e genomas de referência, esperamos avançar na pesquisa sobre biodiversidade e conservação em todo o mundo, além de proteger essas borboletas e outros insetos essenciais para os ecossistemas do planeta", observou o especialista.

Caroline Bacquet, autora principal da Universidade Ikiam (Equador), explicou que ter os genomas de referência dos gêneros Mechanitis e Melinaea permitiu-lhes analisar como se adaptaram para coexistir com seus parentes de asas de vidro. "Eles compartilham padrões de cores para afastar predadores, mas produzem feromônios distintos que lhes permitem encontrar parceiros . Agora que podemos distinguir entre as espécies, podemos procurar marcadores específicos para rastreá-las em campo ", indicou.

Entre as características desse grupo de borboletas que chamaram a atenção dos cientistas está sua "radiação rápida", ou seja, o surgimento de muitas espécies novas a partir de um ancestral comum em um curto período de tempo. Por serem tão intimamente relacionadas, a identificação visual e o rastreamento são difíceis.

Para resolver esse problema, a equipe internacional sequenciou os genomas de quase todas as espécies pertencentes às duas radiações rápidas do grupo, a fim de redesenhar suas árvores evolutivas . Dessas, dez espécies foram selecionadas e sequenciadas com qualidade de "genoma de referência", e seus dados estão disponíveis gratuitamente para a comunidade científica.

Graças a esse mapeamento genético, a equipe determinou que seis subespécies eram mais distintas entre si do que se pensava anteriormente e agora são consideradas novas espécies. Além disso, compreendê-las sob uma perspectiva genômica permite identificar diferenças visuais úteis para monitorá-las depois de estabelecidas como espécies distintas.

Os pesquisadores também analisaram os genomas em busca de pistas sobre a surpreendente velocidade com que essas borboletas geram novas espécies. Enquanto a maioria das borboletas possui 31 cromossomos, nas borboletas-tigre esse número varia entre 13 e 28. Embora compartilhem a maioria de seus genes, eles estão organizados de forma diferente nos cromossomos de cada espécie, um fenômeno conhecido como rearranjo cromossômico.

Esses rearranjos têm implicações para a reprodução. Para produzir espermatozoides e óvulos, os cromossomos precisam se alinhar corretamente. Se duas borboletas com rearranjos diferentes acasalam, seus filhotes geralmente são estéreis. Portanto, as borboletas desenvolveram um mecanismo baseado em feromônios para detectar parceiros compatíveis no nível cromossômico, evitando assim descendentes inférteis.

O estudo sugere que esse alto grau de rearranjo cromossômico é fundamental para a capacidade das asas-de-tigre de formar novas espécies rapidamente. Uma vez que uma população muda seu número de cromossomos e se torna uma espécie separada, ela pode se adaptar mais rapidamente a novas altitudes ou plantas hospedeiras. No entanto, o motivo pelo qual elas exibem tantas alterações cromossômicas ainda é desconhecido , um mistério que os cientistas continuam a investigar.

Joana Meier, autora principal do Instituto Wellcome Sanger, observou que, em meio à crise de extinção do planeta, entender como novas espécies surgem — e por que algumas evoluem tão rapidamente — é fundamental para preservá-las. "Comparar borboletas que se diversificam rapidamente com aquelas que não se diversificam pode revelar os principais fatores. Isso pode nos ajudar a priorizar espécies para conservação ou identificar genes úteis para agricultura, medicina ou bioengenharia. Esta pesquisa foi possível graças à colaboração global. Temos apenas um planeta e precisamos trabalhar juntos para entendê-lo e protegê-lo", disse ela.