A corrida evolucionaria para a sobrevivência dos insetos

 

 Photo: A.Franck, Cirad

Pesquisadores descobrem que mosca-branca (Bemisia tabaci) incorporou um gene (BtPMaT1) das plantas em seu genoma há cerca de 35 milhões de anos e agora o usa para neutralizar toxinas que as plantas produzem para se defender de insetos

Em algum momento pouco mais de 35 milhões de anos atrás uma mosca-branca pousou em uma folha e começou a se alimentar através da sucção do floema. Essa refeição forneceu muito mais do que açúcar. De alguma forma, um gene de planta se aderiu ao genoma da mosca-branca e isso ajudou seus ancestrais a se tornarem uma das pragas agrícolas de maior notoriedade. Foi isso que pesquisadores mostraram para toda comunidade cientifica no mês de março deste ano na revista cientifica Cell e que despertou curiosidade e espanto em muita gente.

A transferência horizontal de genes é a troca não sexual de genes entre espécies. Existem várias maneiras de ocorrer a transferência horizontal de genes, o material genético pode ser transferido por fagos ou outros vírus, e alguns organismos podem absorver DNA livre do ambiente. Isso é muito comum em seres procarióticos, entretanto, raras vezes foi reportado transferência horizontal de genes em seres eucarióticos.

A equipe de pesquisadores não iniciou em busca de evidencias de passagem de genes interespécies envolvendo mosca-branca, diz o co-autor Ted Turlings, ecologista químico da Universidade de Neuchâtel. O colega de pesquisa de Turlings, Youjun Zhang, e sua equipe da Academia Chinesa de Ciências Agrícolas, originalmente se propuseram a entender como essa praga consegue escapar das defesas de tantas plantas.  “As moscas-brancas causam doenças nas plantas. Elas podem devastar plantações, é por isso que são tão economicamente importantes no mundo todo”, diz Turlings.

O laboratório de Zhang começou buscando no genoma da mosca-branca genes que ajudassem a resistir as substâncias tóxicas naturais liberadas pelas plantas. Depois de comparar seu genoma com insetos semelhantes que não são resistentes, eles chegaram ao gene BtPMaT1. Em seguida, a equipe de pesquisadores foi à procura das raízes evolutivas do gene usando os bancos de dados de genomas do National Center for Biotechnology Information. Nenhum outro inseto compartilhou o gene ou mesmo um semelhante a ele.

Eventualmente, em um dos bancos de dados, eles encontraram evidências de genes semelhantes, mas eles estavam em plantas, não em outros insetos. A equipe suspeita que um vírus em uma planta incorporou o gene há cerca de 35 milhões de anos, então uma mosca-branca se alimentou da planta infectada. O vírus transferiu o gene para o genoma do inseto, que então se fixou na população.

O gene BtPMaT1 ajuda as plantas a neutralizar e armazenar com segurança certas moléculas tóxicas que usam para deter os herbívoros. Em moscas-brancas (Bemisia tabaci), permite que os insetos se alimentem da flora, sem deixar abater por uma das melhores armas químicas das plantas, os glicosídeos fenólicos.

A mosca-branca (Bemisia tabaci) carrega um gene da maloniltransferase de glicosídeo fenólico derivado de plantas, BtPMaT1, que permite aos insetos neutralizar os glicosídeos fenólicos nas plantas hospedeiras. Crédito da imagem: Xia et al.,

Para ter certeza e comprovar que a mosca-branca realmente estava com um gene de defesa vindo da planta, os pesquisadores criaram plantas de tomate geneticamente modificadas com a toxina para expressar o RNA que interfere no gene. Quando os insetos se alimentaram dessas plantas, o gene protetor foi silenciado e os insetos morreram. Quando um outro inseto, Myzus persicae, sem o gene BtPMaT1 foi colocado para se alimentar destas plantas, sua taxa de mortalidade permaneceu inalterada, sugerindo que os pesquisadores podem ser capazes de desenvolver plantas resistentes às moscas, mas que isso não vale para outras espécies.

Esta descoberta nos põe a pensar sobre até onde a coevolução entre inseto-planta pode chegar para que a sobrevivência de um se sobressaia em detrimento da mortalidade do outro.

 Para mais informações:

J. Xia et al., “Whitefly hijacks a plant detoxification gene that neutralizes plant toxins,” Cell, doi:10.1016/j.cell.2021.02.014, 2021.

Este texto foi extraído da notícia: https://www.the-scientist.com/news-opinion/first-report-of-horizontal-gene-transfer-between-plant-and-animal-68597