Cientistas desvendam quebra-cabeça evolutivo de forjamento de ovos

Ovos de tentilhão de cuco colocados por diferentes fêmeas. Diversidade de fenótipos de ovos herdados maternamente dentro de uma única espécie de cruzamento, o tentilhão de cuco parasita de ninhada. Diferentes matrilinhas de tentilhões de cuco imitam os ovos de diferentes espécies hospedeiras (aqui, prinia de flanco fulvo e cisticola de cara vermelha) e se diversificaram ainda mais para aproximar a gama de “assinaturas” de ovos variáveis dentro de cada espécie hospedeira, uma adaptação antiparasitária que ajuda pais hospedeiros em reconhecer seus próprios ovos. Crédito: Claire N. Spottiswoode

Enquanto muitos humanos se preparam para desembrulhar seus ovos de Páscoa, os cientistas resolveram um dos maiores casos criminais da natureza, um escândalo de falsificação de ovos de dois milhões de anos. Suas descobertas sugerem que as vítimas dessa fraude podem agora estar ganhando vantagem.

Em todo o mundo, muitas aves evitam os custos da paternidade colocando seus ovos no ninho de outras espécies. Esse estilo de vida, denominado “parasitismo de ninhada”, tem muitas vantagens, mas também apresenta desafios, como convencer as outras espécies a aceitar um ovo estranho. Muitos parasitas de ninhada conseguem isso imitando as cores e padrões dos ovos de seus hospedeiros, mas alguns exploram o cuidado de várias espécies hospedeiras cujos ovos parecem diferentes.

Como, então, uma única espécie de ave parasita de ninhada pode imitar simultaneamente os ovos de várias espécies de aves diferentes para induzi-las a criar seus filhotes? E como esses falsificadores parasitas passam essa habilidade para seus filhotes, apesar do cruzamento entre pássaros criados por diferentes hospedeiros?

Essas questões intrigam os cientistas há mais de um século. Agora pesquisa genética por uma equipe internacional liderada pela professora Claire Spottiswoode do Departamento de Zoologia da Universidade de Cambridge e do Instituto FitzPatrick de Ornitologia Africana, Universidade da Cidade do Cabo; e o professor Michael Sorenson, da Universidade de Boston, fez um grande avanço, e suas descobertas podem ser más notícias para os falsificadores de ovos.

O estudo, publicado hoje na PNAS, concentrou-se na genética da imitação de ovos no tentilhão-cuco, uma espécie que adota um estilo de vida parasitário e explora muitas espécies de toutinegra em toda a África. A pesquisa revela que os tentilhões fêmeas herdam sua capacidade de imitar a aparência dos ovos de seus hospedeiros de suas mães, através do cromossomo W específico da fêmea (análogo ao cromossomo Y específico do macho em humanos).

Passarinho de cuco e filhotes hospedeiros. O parasitismo de ninhada é caro para os hospedeiros porque um filhote de tentilhão de cuco implora por comida com muito vigor assim que eclode, superando os próprios filhotes dos pais hospedeiros (aqui, cisticolas) que normalmente logo morrem de fome. Crédito: Claire N. Spottiswoode

Essa ‘herança materna’ permite que os tentilhões de cuco evitem o risco de herdar os genes de mimetismo errados de um pai criado por um hospedeiro diferente, e assim permitiu que linhagens distintas de fêmeas de tentilhões de cuco evoluíssem o mimetismo de ovos especializado de várias espécies de hospedeiros diferentes. Esse mimetismo engana os pais hospedeiros para que aceitem um ovo parasita como seu em vez de jogá-lo fora do ninho, e assim tem sido crucial para o sucesso dessas aves africanas.

Mas os pesquisadores acreditam que essa ‘arquitetura genética’ de herança materna há muito estabelecida pode voltar a assombrar os tentilhões de cuco. O Dr. Spottiswoode disse: “Nesta corrida armamentista coevolucionária particular entre as espécies, a seleção natural criou uma faca de dois gumes.

“Embora a herança materna tenha permitido que os tentilhões-cuco explorassem várias espécies hospedeiras, é provável que reduza sua capacidade de desenvolver contra-adaptações à medida que seus hospedeiros desenvolvem novas defesas. diversidade de cores de ovos e ‘assinaturas’ de padrões, que ajudam os hospedeiros a distinguir seus próprios ovos de mímicos parasitas.”

Os dados de campo foram coletados em um local de estudo no sul da Zâmbia junto com o Dr. Wenfei Tong e Dr. Gabriel Jamie da Universidade de Cambridge e Ailsa Green, Silky Hamama, Ian Taylor e Collins Moya da comunidade vizinha na Zâmbia. Os tentilhões de cuco nesta área enganam quatro espécies diferentes de toutinegra de grama com efeitos devastadores: se os pais hospedeiros não conseguem detectar e remover um ovo parasita em seu ninho, o jovem tentilhões de cuco normalmente supera os próprios filhotes dos hospedeiros, que logo morrem de fome.

A equipe coletou amostras de DNA de 196 tentilhões de 141 ninhos pertencentes às quatro espécies de toutinegra e estudou a maioria sequenciando milhares de segmentos curtos em seus genomas.

Um prinia de flanco fulvo, uma espécie hospedeira comum do tentilhão de cuco, capturado na Zâmbia para amostragem genética com a ajuda do assistente de campo Tom Hamusikili. Crédito: Claire N. Spottiswoode

Em sua luta contra os falsificadores, as toutinegras se tornaram controladores de qualidade habilidosos, rejeitando ovos que diferem dos seus em cor e padrão, e todas as quatro espécies desenvolveram a capacidade de depositar ‘assinaturas’ exclusivas em seus próprios ovos para melhorar sua detecção de intrusos. As prinias de flanco castanho, por exemplo, põem ovos com fundos azuis, brancos, vermelhos ou verde-oliva sobrepostos com uma variedade de padrões.

Os tentilhões de cuco responderam não apenas evoluindo o mimetismo dos ovos de suas várias espécies hospedeiras, mas também se diversificaram ainda mais para imitar pelo menos algumas das variações de assinatura observadas nos ovos de diferentes fêmeas dentro de cada espécie hospedeira. A equipe estabeleceu que ambas as habilidades são transmitidas por herança materna, finalmente validando uma hipótese proposta pela primeira vez em 1933 por ornitólogos ponderando como o cuco comum na Europa era capaz de imitar os ovos de várias espécies hospedeiras diferentes.

Falsificadores enfrentando um futuro incerto?

Os pesquisadores acreditam que os tentilhões de cuco agora enfrentam uma luta árdua porque não podem recombinar os diferentes traços de falsificação desenvolvidos por suas linhas familiares separadas. Por exemplo, duas linhagens diferentes de mães de tentilhão de cuco desenvolveram ovos com fundo azul ou vermelho, como uma resposta evolutiva à diversidade semelhante em seus hospedeiros prinia de flanco castanho, mas não há evidências de que possam criar a mistura precisa de pigmentos necessários para produzir os ovos verde-oliva que algumas fêmeas hospedeiras podem produzir.

Em um estudo anterior, o professor Spottiswoode descobriu que uma proporção crescente de ovos postos por hospedeiros prinia de flanco castanho são verde-oliva, sugerindo que isso faz parte de uma luta evolutiva acelerada. Como esperado, a equipe descobriu que essas aves hospedeiras estão transmitindo suas habilidades antifraude de ‘assinatura de ovo’ por meio de um processo genético diferente (herança bi-parental) daquele usado pelos tentilhões de cuco.

Ovo de cuco no ninho de cisticola. Os ovos de tentilhão imitam de perto a cor e o padrão dos ovos de cada uma de suas várias espécies hospedeiras, para enganar os pais hospedeiros a aceitar o ovo parasita como um deles. Aqui, um tentilhão de cuco teve seu ovo (à esquerda) aceito com sucesso no ninho de uma cisticola (ovo à direita). Crédito: Claire N. Spottiswoode

Spottiswoode disse: “Os tentilhões de cuco estão perdendo uma poderosa fonte de novidade evolutiva e isso pode custar caro nesta corrida armamentista em andamento. eficaz e limitando a capacidade de resposta do parasita.

“Podemos ver o surgimento de assinaturas de ovos não falsificáveis que podem forçar os tentilhões de cuco a mudar para outras espécies hospedeiras ingênuas. ovos.”

O estudo argumenta que “a seleção das defesas do hospedeiro levou os tentilhões de cuco a transferir o controle da aparência do ovo para a parte do genoma herdada materna” há pelo menos 2 milhões de anos.


Publicado em 12/04/2022 16h46

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