Uma modificação genética transfere para uma mosca o hábito de outra espécie de regurgitar antes de copular

Uma espécie comum de mosca-das-frutas, Drosophila subobscura , tem um ritual de acasalamento peculiar. Para aceitar a cópula, a fêmea requer que o macho regurgite comida diretamente em sua boca. Este é um comportamento inato característico, não observado em outras espécies de moscas-das-frutas, como Drosophila melanogaster , cujos machos simplesmente compõem sons de cortejo vibrando suas asas. Cerca de 30 milhões de anos de evolução separam as duas espécies. Uma equipe de cientistas japoneses conseguiu agora transferir o ritual de uma espécie para outra com uma simples modificação genética. Em um laboratório na Universidade de Nagoya, machos de Drosophila melanogaster começaram a regurgitar comida na boca das fêmeas antes de copular. Os autores afirmam que esta é a primeira vez que um comportamento foi transferido entre espécies pela manipulação de um único gene.

O experimento revela um fenômeno surpreendente. Ambas as espécies compartilham um trecho de DNA, o gene fru , que controla o comportamento de cortejo dos machos. No entanto, algumas tocam música, enquanto outras oferecem presentes nupciais regurgitados. Os cientistas, liderados pelo geneticista Daisuke Yamamoto , observaram que, ao hiperativar o gene em um grupo de neurônios de Drosophila melanogaster , essas células desenvolvem longas projeções que criam novos circuitos cerebrais e geram o comportamento de regurgitação na boca da fêmea. Seus resultados mostram que uma pequena reconfiguração de neurônios é suficiente para resgatar o comportamento ancestral. O estudo foi publicado nesta quinta-feira na revista Science , referência para a melhor ciência do mundo.

Em março de 2023, o biólogo espanhol Albert Cardona e sua colega croata Marta Zlatic apresentaram o primeiro mapa completo do cérebro de um animal: o da larva da mosca Drosophila melanogaster . Um ano depois, um consórcio internacional obteve o mapa do cérebro adulto : 140.000 neurônios, com cerca de 55 milhões de conexões entre eles. Cardona acredita que o novo estudo "é muito interessante, mas, embora possa parecer novo, não é tão novo assim". A bióloga lembra que, há dois anos, a neurocientista Tomoko Ohyama demonstrou que, ao manipular a atividade de um neurônio em larvas de Drosophila melanogaster , ela poderia reproduzir o comportamento de fuga característico de outra espécie de mosca, a Drosophila santomea , cujas larvas escapam rolando para longe de estímulos nocivos.

Cardona, do Laboratório de Biologia Molecular de Cambridge, explica que ele e outra bióloga espanhola que trabalha no Reino Unido, Lucía Prieto Godino , publicaram resultados preliminares de um estudo semelhante em junho. Os autores mapearam o circuito neural do sistema olfativo da mosca Drosophila erecta , um inseto endêmico da África Ocidental que se alimenta exclusivamente dos frutos de um arbusto tropical. Após analisar o mecanismo dessa preferência, a equipe manipulou geneticamente as conexões neurais da mosca Drosophila melanogaster para que ela também preferisse a fruta africana.

O biólogo lamenta que o estudo japonês não cite esses dois precedentes, mas reconhece o valor dos novos resultados. "O que deve ser destacado é que, embora separadas por 30 milhões de anos, as duas espécies de mosca, Drosophila melanogaster e Drosophila subobscura , são capazes do mesmo comportamento — compartilhar um presente nupcial [alimento regurgitado] —, mas na primeira isso não ocorre naturalmente, enquanto na segunda, sim. Isso leva à especulação de que a evolução não precisa necessariamente formar novos circuitos , mas apenas refinar a intensidade das conexões entre os neurônios, e isso é suficiente para mudar o comportamento, como descrito pela primeira vez por Tomoko Ohyama e Lucía Prieto Godino", reflete o pesquisador.

Prieto Godino dirige um laboratório no Instituto Francis Crick, em Londres, que investiga a evolução dos circuitos neurais : as conexões entre células das quais dependem pensamentos, memórias e comportamento. A bióloga elogia o estudo que transferiu o ritual da regurgitação. "Este trabalho mostra que mudanças genéticas potencialmente simples — como alterar a expressão de um gene em neurônios que normalmente não o expressam — podem mudar a forma como esses neurônios se conectam com o restante dos circuitos e como isso, por sua vez, pode alterar o comportamento", enfatiza.

O geneticista Daisuke Yamamoto explica por que acredita que a transferência do hábito de regurgitar antes da cópula vai além de estudos anteriores. "Conseguimos transferir um padrão comportamental completo de uma espécie para outra manipulando um único gene mestre que controla um comportamento específico", argumenta Yamamoto, do Instituto Nacional de Tecnologia da Informação e Comunicação em Kobe, em uma mensagem de e-mail. "Até onde eu sei, esta é a primeira vez que isso foi feito. Trabalhos anteriores induziram mudanças na intensidade de uma resposta ou em preferências ou aversões, mas não nos repertórios comportamentais em si", acrescenta.