Sequenciamento de genomas de abelhas do gênero Bombus favorece a preservação

11 de junho de 2015

Por José Tadeu Arantes | Agência FAPESP – Duas espécies de abelhas, especialmente importantes pela atividade polinizadora e que estão desaparecendo em escala global, tiveram seus genomas sequenciados. São elas a Bombus impatiens (comum nos Estados Unidos) e a Bombus terrestres (comum na Europa).

O sequenciamento foi realizado por um consórcio internacional, coordenado por Ben Sadd, professor da Illinois State University, nos Estados Unidos, que reuniu 144 pesquisadores de 16 países (Alemanha, Austrália, Bélgica, Brasil, China, Dinamarca, Espanha, Estados Unidos, Grécia, Inglaterra, Irlanda, Israel, Japão, Noruega, Nova Zelândia e Suíça). Os dados e a análise comparativa dos genomas foram publicados recentemente no artigo “The genomes of two key bumblebee species with primitive eusocial organization”, na revista Genome Biology.

No Brasil, existem espécies nativas filogeneticamente próximas, popularmente chamadas de mamangavas. Essas espécies aparentadas são a Bombus bellicosus, Bombus brasiliensis, Bombus morio e Bombus pauloensis.

“A atividade polinizadora dessas espécies é importante não apenas para a manutenção da biodiversidade de ecossistemas naturais, mas também de culturas agrícolas, como castanha, tomate, berinjela, jiló, pimentão, abóbora, kiwi, e muitos outros vegetais e frutas”, disse à Agência FAPESP o biólogo Francis de Morais Franco Nunes, professor do Departamento de Genética e Evolução da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) e coordenador do projeto em âmbito nacional.

Além de Nunes, a equipe brasileira teve a participação de Daniel Pinheiro, da Universidade Estadual Paulista (Unesp), Fernanda Humann, do Instituto Federal de São Paulo (IFSP) e de um grupo de pesquisadores da Universidade de São Paulo (USP): Tiago Falcón, Michelle Soares, Flávia Freitas, Carolina Santos, David Marco Antonio, Klaus Hartfelder, Márcia Bitondi e Zilá Simões.

A atividade polinizadora dessas abelhas movimenta, em todo o mundo, uma economia da ordem de US$ 170 bilhões ao ano. Por isso, além da motivação ambiental, o argumento econômico contribuiu fortemente para a realização da pesquisa.

“O sequenciamento abre caminho para a identificação de mecanismos de resposta a fatores de risco (patógenos, inseticidas etc.) e de elementos genéticos que possam contribuir para a conservação e o melhoramento”, disse Nunes.

A exemplo de outras espécies de abelhas, as do gênero Bombus são animais sociais. E o fato de viverem em um ambiente de cooperação e proteção mútua explica, em parte, a evolução e fixação de um número menor de genes de imunidade, comparativamente ao montante desses genes nos genomas de insetos não sociais, como moscas e mosquitos.

“As duas linhagens estudadas se diferenciaram há cerca de 18 milhões de anos, o que explica as notáveis semelhanças na constituição de seus genomas e conteúdos gênicos”, disse Nunes.

“O genoma da Bombus terrestres tem 249 megabases (Mb). E o da Bombus impatiens, 248 Mb. A ordem de grandeza é muito próxima daquela do genoma da Apis mellifera, de 250 Mb, a espécie de abelha mais bem estudada até o momento”, disse. A megabase (Mb) é a unidade de medida do número de pares de bases presentes no genoma. Corresponde a 1 milhão de pares de bases.

Os genomas das abelhas dos gêneros Bombus e Apis são idênticos em várias categorias gênicas, como a dos genes de desenvolvimento do embrião ao indivíduo adulto, a dos genes de organização e de comportamento social e a dos genes de detoxificação. Por outro lado, alguns genes, como aqueles relacionados a funções musculares, mostraram-se específicos das Bombus.
“Isso tem a ver com o comportamento polinizador bastante peculiar das espécies do gênero Bombus. Quando chegam nas flores, essas abelhas são capazes de vibrar o tórax com vigor, liberando os grãos de pólen estocados nas antenas. Esse comportamento vibratório não ocorre na Apis mellifera”, explicou o pesquisador.

Receitas diferentes

Outro grupo de genes muito frequente nas espécies do gênero Bombus são aqueles relacionados com a percepção gustativa, o que poderia ser associado aos seus hábitos de construção de ninhos, que compreendem a utilização de diferentes materiais.

“Ainda que os principais genes de percepção olfativa estejam presentes nas Bombus, o estudo indicou uma maior sensibilidade ao gosto do que ao cheiro. É o contrário do que ocorre com a espécie Apis mellifera, cujos genes ligados ao olfato são mais abundantes que os do paladar. A pesquisa genômica corroborou as observações das diferenças ecológicas e comportamentais dos dois gêneros”, sublinhou Nunes.

No consórcio internacional, os pesquisadores brasileiros focaram suas análises especialmente nos genes que regulam as vias de desenvolvimento relacionadas com a troca, a metamorfose e a dinâmica do exoesqueleto.
“Observamos que esse repertório de genes apresenta semelhanças surpreendentes em diferentes tipos de abelhas, das solitárias às sociais. As diferenças observadas em suas morfologias, fisiologias e estilos de vida não se explicam pelo conteúdo gênico, mas pela dinâmica reguladora e funcional desses genomas”, disse Nunes.
“Os ingredientes [genes] são os mesmos, mas as receitas [regulação da atividade dos genes em resposta a fatores genético-ambientais] são diferentes”, disse.