Pequenas variações genéticas alteram cor das penas de aves

Alterações em regiões do DNA associadas à produção do pigmento melanina explicariam as diferentes plumagens das 11 espécies de caboclinhos 

MARCOS PIVETTA | Edição Online 0:51 25 de maio de 2017

© EDSON ENDRIGO

Sporophila palustris macho…

O DNA das 11 espécies conhecidas de caboclinhos, pequenas aves de áreas abertas da América do Sul do gênero Sporophila, é tão parecido que, na maioria dos casos, não se consegue diferenciar uma da outra por meio de análises genéticas. As fêmeas e os filhotes de cada espécie são também praticamente indistinguíveis em termos de aparência externa. Os machos adultos, no entanto, apresentam plumagens com padrões únicos de cores para cada espécie. Segundo um estudo publicado hoje (24/05) na revista científica Science Advances, um grupo de biólogos e ornitólogos do Brasil, Argentina e dos Estados Unidos encontrou as sutis diferenças genéticas responsáveis pela coloração particular das penas de cada tipo de caboclinho.

Depois de sequenciar o genoma completo de nove das 11 espécies, eles identificaram grandes picos de divergências genéticas em 25 regiões do DNA, que abrigam 246 genes, boa parte deles associados às vias de produção de melanina. Esse pigmento gera cores como preto, marrom e distintos tons avermelhados e amarelados. “Essas diferenças genéticas devem ter sido fixadas por um processo de seleção sexual e gerado as plumagens específicas de cada espécie”, sugere Luís Fábio Silveira, curador da coleção de ornitologia do Museu de Zoologia da Universidade de São Paulo (MZ-USP), um dos autores do trabalho. “A fêmea de cada caboclinho reconhece o macho de sua espécie pela coloração das penas e por cantos específicos.”

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… e Sporophila melanogaster macho no município gaúcho de São Francisco do Sul

Segundo Silveira, que cria exemplares das 11 espécies em sua casa, as fêmeas até cruzam com machos de outras espécies, mas os filhotes não se mostram saudáveis e morrem em questão de dias. Essa particularidade seria a explicação para o fato de não haver, na natureza, híbridos das espécies. É interessante notar que, no artigo da Science Advances, os pesquisadores verificaram que, das 25 regiões com picos de divergência genética entre as espécies, 10 estão no cromossomo Z, cujos machos carregam duas cópias e as fêmeas apenas uma.

Distintas espécies da ave, como o caboclinho-de-barriga-vermelha (S. hypoxantha), o caboclinho-de-chapéu-cinzento (S. cinnamomea) e o caboclinho-branco (S. pileata), apresentam variações nas mesmas áreas de seus respectivos genomas, de acordo com o novo estudo. Essas diferenças são minúsculas e representam entre 0,03% e 0,3% de seu genoma. “Mas diferentes espécies carregam distintas variações nessas áreas, com diferentes alelos [versões] de seus genes”, explica o biológo evolutivo argentino Leonardo Campagna, do Laboratório de Ornitologia da Universidade Cornell, Estados Unidos, primeiro autor do artigo. “Na verdade, os genes propriamente ditos nessas regiões não apresentam alterações. O que varia no genoma de cada espécie são pequenas sequências em torno desses genes que os ligam e desligam e regulam seu funcionamento.” A maneira como esses genes funcionam seria então o mecanisco molecular por trás da grande variação de cor na plumagem dos caboclinhos.

Desde 2013, Silveira e Campagna têm estudado o processo de especiação e a evolução das distintas formas de caboclinhos, aves comedoras de sementes que têm cerca de 10 centímetros de comprimento e 7 gramas de peso e são admiradas por seu canto (ver reportagem na edição 236 de Pesquisa FAPESP). A dupla estima que a maioria das espécies atuais da ave se originou de um ancestral comum entre 1,2 milhão e 500 mil anos atrás.
CAMPAGNA, L. et al. Repeated divergent selection on pigmentation genes in a rapid finch radiation. Science Advances. v. 3, n. 5. 24 mai. 2017.