A flexibilidade sexual das fêmeas
Entre lagartos, nem sempre o macho é necessário para a reprodução
CARLOS FIORAVANTI |
Edição 197 - Julho de 2012
© MIGUEL RODRIGUES
Calango da restinga: uma das poucas espécies brasileiras de lagartos formadas apenas por fêmeas
“Se Deus existe e tem sexo, certamente é mulher”, diz o biólogo
Rodrigo Marques Lima dos Santos, entusiasmado ao ver o que os lagartos –
ou melhor, os lagartos fêmeas – conseguem fazer.
Várias espécies de lagartos exibem formas surpreendentes de se
reproduzirem. As fêmeas geram filhotes de modo assexuado, sem a
participação de qualquer macho. São independentes, mas não são radicais:
em algumas espécies, se um macho passa por perto, permitem a cópula e
podem ser fecundadas. A autonomia reprodutiva chega a tal ponto que em
algumas espécies só existem fêmeas, que se reproduzem de um modo
assexuado conhecido como partenogênese, que parece ser mais flexível do
que se pensava.
Biólogos da Universidade de São Paulo (USP), da Universidade Federal
de São Paulo (Unifesp) e do Laboratório Nacional de Biociências (LNBio),
estudando diferentes aspectos da partenogênese, concluíram que
alterações em um gene conhecido como c-mos poderiam permitir a
transformação das células reprodutoras femininas (óvulos) em embrião,
mesmo sem um espermatozoide.
Rodrigo Santos entrou na pista desse mecanismo em seu doutorado,
enquanto estudava os
lagartos teídeos, grupo que inclui espécies de 10
centímetros de comprimento até os teiús, de até um metro e meio de
comprimento. Sem esperar, ele começou a ver mutações no gene c-mos em
grupos com espécies partenogenéticas. Em 2008 ele começou a trabalhar
com Andréa Balan, do LNBio, para modelar as formas da proteína produzida
pelo c-mos nos lagartos e em cobras e, em conjunto, identificaram
mutações em um dos quatro sítios ativos (pontos de interação) da
proteína, reforçando as hipóteses iniciais.
O
gene c-mos produz uma proteína que bloqueia o final da divisão
celular do óvulo até a chegada do espermatozoide. A célula sexual
masculina, ao fertilizar o óvulo, desativa a proteína, a divisão celular
termina e um embrião se forma. A hipótese dos pesquisadores é que,
quando sofre alterações, o c-mos não funciona direito e pode fazer com
que o óvulo continue a se dividir, mesmo sem o espermatozoide. Eles
acreditam que defeitos nesse gene poderiam atenuar o bloqueio da divisão
do óvulo e permitir que outros estímulos, como hormônios, reativem a
divisão celular.
Se avançar, esse trabalho poderá elucidar um dos mecanismos da
partenogênese. Hoje mal se sabe como surgiram as espécies de lagartos
capazes de se reproduzirem de modo assexuado – e menos ainda como elas
adquiriram e mantêm essa habilidade. De acordo com a hipótese mais
aceita, cobras e lagartos partenogenéticos podem ser resultado do
cruzamento entre espécies próximas.
© MIGUEL RODRIGUES
Iguais por fora, geneticamente diferentes: os Leposoma percarinatum podem ser diploides...
O
Leposoma percarinatum, uma das espécies encontradas no
Brasil, está mostrando o alcance desse labirinto genético. Os lagartos
dessa espécie, reconhecida como partenogenética em 1952, têm no máximo
cinco centímetros de comprimento e vivem entre folhas nas matas de uma
região ampla – da Venezuela até o norte do estado de Mato Grosso, dos
Andes até o leste do Pará. Uma hipótese apresentada nos anos 1970 sugere
que o
L. percarinatum seria o resultado do cruzamento entre duas espécies diferentes,
Leposoma guianense e
L. parietale, encontradas em florestas úmidas da América do Sul.
Katia Pellegrino, da Unifesp, e Miguel Rodrigues, da USP, encontraram uma situação inusitada: as fêmeas de
Leposoma percarinatum
eram praticamente iguais por fora, mas apresentavam uma espantosa
diferença do ponto de vista genético. Algumas fêmeas, as diploides,
tinham 44 cromossomos (dois conjuntos iguais de 22 cromossomos) em cada
célula, enquanto as triploides tinham 66 cromossomos (três conjuntos de
22).
“Dentro do que se supunha ser uma mesma espécie existem duas
linhagens diferentes, que nos permitirão reconstruir sua história e seus
mecanismos de origem”, Katia concluiu. Para ela, a variedade triploide
deve ter surgido de outro evento de hibridização entre a forma diploide
de
L. percarinatum e
L. osvaldoi, já que
L. guianense não ocorre tão ao sul do país.
Às vezes surgem bichos que desfazem as explicações que estavam se
formando. De uma viagem ao arquipélago de Anavilhanas, no rio Negro,
Rodrigues trouxe exemplares de
Leposoma guianense, e alguns indivíduos que se revelaram pertencer a um novo clone de
Leposoma percarinatum e outros diferentes a ponto de representarem uma nova espécie, que ganhou o nome de
Leposoma ferrerai – todos diploides, vivendo no mesmo espaço.
O calango da restinga, ou
Cnemidophorus nativo, uma das
poucas espécies exclusivamente partenogenéticas de lagartos brasileiros –
e ameaçada de extinção –, é apenas diploide, de acordo com as análises
de Santos. Encontrados nas matas do norte do Espírito Santo e do sul da
Bahia, esses animais pertencem a uma família irmã à dos
Leposoma,
mas podem chegar a 30 centímetros de comprimento. Segundo Santos,
outras espécies partenogenéticas que vivem na Amazônia, como
Cnemidophorus lemniscatus e
Gymnophthalmus underwoodi, parecem mesclar populações diploides e triploides.
© MIGUEL RODRIGUES
...ou triploides
Os biólogos trabalham com a possibilidade de a partenogênese não
formar apenas clones da mãe, mas também permitir alguma variabilidade
genética, embora menor que a da reprodução sexuada, por meio da
recombinação entre os cromossomos do óvulo. “Um estudo recente mostrou
que uma cobra, por partenogênese, gerou um filhote albino, indicando que
há, sim, recombinação genética mesmo na reprodução assexuada”,
argumenta Santos. “A origem espontânea da partenogênese, uma hipótese
alternativa à teoria híbrida, não pode ser descartada em
Leposoma e
Cnemidophorus, uma vez que esse mecanismo já foi sugerido para exemplares de
Gymnophthalmus underwoodi de Roraima”, acrescenta Katia.
Abraço indispensável
Santos cogita que o
Cnemidophorus nativo possa ter um comportamento similar ao dos lagartos do gênero
Aspidoscelis. Encontrados em regiões desérticas da Ásia e América do Norte, os
Aspidoscelis
só começam a formar embriões depois de um abraço, que os biólogos
chamam de pseudocópula. Uma delas, detectando o toque ou o raspão da
outra, deve ativar a liberação de hormônios que desbloqueiam o c-mos,
acreditam os biólogos da USP.
“Para algumas espécies partenogenéticas do gênero
Aspidosceles
se reproduzirem”, comenta Santos, “a cópula entre as fêmeas é
obrigatória”. David Crews e Jon Sakata, da Universidade do Texas,
Estados Unidos, mostraram em 2000 que as fêmeas abraçadas apresentavam
um ciclo hormonal inverso, uma com altos níveis de estrógeno, hormônio
mais abundante nas fêmeas, e outra com altos níveis de testosterona,
produzida mais intensamente pelos machos.
Em 2011, pesquisadores da Universidade de Kansas, Estados Unidos,
conseguiram induzir a hibridação e confirmar que a reprodução sexuada
pode formar uma espécie partenogenética ao cruzarem duas espécies de
Aspidosceles.
Fazer uma fêmea partenogenética se reproduzir em laboratório, sozinha
ou sob o aconchego de outra fêmea, porém, permanece um dos sonhos dos
biólogos.
Entre as 5.634 espécies de lagartos já identificadas, cerca de 40 são
partenogenéticas – e geralmente vivem em regiões de florestas tropicais
ou de climas desérticos da Ásia ou Oceania. “A reprodução por
partenogênese resulta em uma variabilidade genética menor que a
reprodução sexual, mas pode ser uma resposta adaptativa de sobrevivência
a ambientes extremos”, comenta Yatiyo Yassuda, geneticista
especializada em genética de lagartos que acompanha o estudo sobre as
possíveis origens da partenogênese.
| Os Projetos |
1 Sistemática e evolução da herpetofauna neotropical – nº 2003/10335-8
2 Diversidade genética em espécies unissexuais e bissexuais de Cnemidophorus do grupo Ocellifer (Teiinae) e caracterização estrutural da proteína Mos nos Squamata – nº 2008/56444-6
3 Estudos citogenéticos e moleculares em lagartos microteídeos (Squamata, Gymnophthalmidae) com ênfase em espécies
do gênero Leposoma das florestas amazônica e atlântica – nº 1998/05289-7 | | | |
| Modalidade |
1 Projeto Temático
2 e 3 Bolsa de Pós-doutorado |
| Coordenadores |
1 Miguel Trefaut Rodrigues – USP
2 Rodrigo Marques Lima dos Santos – USP
3 Katia Cristina Machado Pellegrino – Unifesp |
| Investimento |
1 R$ 975.589,35
2 R$ 277.872,66
3 R$ 37.720,00 | | | | | | |
Na década de 1980, Yatiyo enfrentou um problema semelhante e, a muito
custo, conseguiu convencer outros geneticistas de que os lagartos do
gênero Tropidurus apresentavam diferenciação sexual – os machos
tinham um cromossomo diferente do das fêmeas, mas, de tão pequeno, era
quase imperceptível. Muitas espécies de lagartos apresentam o mesmo
conjunto de cromossomos e se diferenciam sexualmente por meio de genes
desconhecidos ou da variação de temperatura enquanto se desenvolvem – se
mais alta, pode favorecer o desenvolvimento de embriões machos em
algumas espécies ou fêmeas, em outras.
A sala de Yatiyo, onde Santos conta de seu trabalho, exibe algumas
pinturas de flores, algumas figurativas, outras abstratas. “Esse foi o
começo. Já pintei mais de 300 quadros depois que me aposentei”, diz ela,
imaginando o sol que pretendia pintar no dia seguinte, um sábado. “Mas
ainda venho para cá todos os dias.”
Clonagem induzida
“A partenogênese meiótica é uma forma de clonagem natural com algumas
semelhanças à clonagem induzida para reprodução de animais de interesse
comercial”, observa. Em 2004, pesquisadores da Universidade Estadual
Paulista (Unesp) de Jaboticabal indicaram que o etanol e o elemento
químico estrôncio podem induzir os óvulos de vacas a seguir a divisão
celular, funcionando como um estímulo externo análogo à célula sexual
masculina.
Do mesmo modo, os óvulos de animais experimentais como a ovelha Dolly
só se desenvolveram depois de terem recebido um choque elétrico, que
deve desativar o c-mos. Santos acredita que a partenogênese, se puder
ser regulada, poderia ajudar na pecuária ou na conservação de espécies
silvestres em risco de extinção. “Os mamíferos têm mecanismos que evitam
a partenogênese, como o
imprinting”, observa. Outra aplicação
seria médica, já que mutações nesse gene poderiam fazer os óvulos se
dividir sem controle, originando tumores.
Se avançarem, os biólogos talvez encontrem respostas novas para duas
perguntas básicas da biologia. A primeira: para que serve o sexo? A
outra: qual a vantagem da reprodução sexuada? Segundo Santos, a
reprodução sexuada exige que dois organismos se encontrem para formar
filhotes, enquanto na partenogênese apenas um organismo já é o bastante
para gerar outro. E nem sempre a variabilidade genética trazida pela
reprodução sexuada é benéfica para as espécies, argumentam os biólogos.
“A reprodução sexuada é melhor para ambientes em transformação, com
alto risco de predação e doenças, mas é ruim em ambientes estáveis e
populações saudáveis, pois um indivíduo bem adaptado pode formar
filhotes mal adaptados”, diz ele. “Em ambientes estáveis, a reprodução
clonal, como se faz com animais de criação e plantas, resultando em
filhotes com rendimento ótimo, é a mais indicada.”
