Levedura revela seleção sexual em ação

por Natasha Gilbert Por que os pavões desenvolveram caudas tão elaboradas? Um estudo que detecta como um gene se espalha por uma população de levedura pode finalmente ajudar a responder tais questões espinhosas da evolução.   Como as leveduras poderiam ajudar a desvendar os mistérios do rabo do pavão? Os biológos evolutivos conceberam vários modelos para explicar como a competição na reprodução afeta características como o rabo do pavão. A maioria concorda que uma característica que dê aos indivíduos uma vantagem na competição pela cópula se espalhará pela população. Mas discordam quanto à origem da preferência por essa característica. Alguns argumentam que caudas brilhantes, por exemplo, poderiam indicar que o macho está forte e saudável; outros dizem que as preferências por tal atributo aparecem arbitrariamente. Chegar a uma conclusão é difícil porque as características biológicas já evoluíram, e dependem de vários genes. David Roger, um biólogo molecular do Imperial College de Londres, Reino Unido, e seu colega Duncan Greig, um biólogo evolutivo do University College de Londres, desenvolveram agora um sistema que permite ver como a preferência por um atributo afeta a frequência de um gene na população. Seu organismo modelo: a humilde levedura. “As pessoas têm feito modelos teóricos de seleção sexual há anos como um modo de explicar como as características [traits] evoluíram,” diz Rogers. “Mas ao menos que você possa medir a aptidão [fitness] – isto é, como os genes se espalham pela população – você não pode realmente testar esses modelos.” “No sistema que desenvolvemos, perseguimos um único alelo de um gene e vimos como ele se espalha pela população”, acrescenta. A pesquisa foi publicada em Proceedings of the Royal Society B1.

Competições Sexuais

Os cientistas escolheram a levedura porque ela se reproduz rapidamente, e tem sua genética bem entendida – o que é ideal para estudar a seleção sexual. A levedura é um micróbio que pode se reproduzir assexuadamente, dividindo-se em dois organismos filhos que são geneticamente idênticos ao pai. Mas pode também fazer sexo, com duas células de levedura se fundindo para misturar seu DNA, criando um indivíduo novo e geneticamente único. Algumas células de levedura secretam um feromônio que atrai outras para parceria sexual. Concentrações mais altas desse feromônio fazem uma célula ser mais atraente – então, em teoria, o gene que expressa o feromônio se espalhará na população. Os pesquisadores modificaram um grupo de leveduras ‘sinalizadoras’ para secretar feromônios a mais e misturaram-nas com leveduras que sinalizavam em níveis normais. Depois de um ajuste genético posterior para garantir que não pudessem se reproduzir assexuadamente, os micróbios foram postos em competição entre si em duas competições sexuais.  

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No primeiro cenário, os cientistas puseram um excesso de células de levedura sinalizadoras entre um número menor de células ‘receptoras’ que respondem ao feromônio, de modo que houve forte competição para encontrar uma parceira. Os cientistas descobriram que o gene para a produção do forte sinal de feromônio se espalhou rapidamente pela população. Inversamente [no outro cenário], um excesso de células receptoras encontrou mais facilmente uma parceira, e o gene não se espalhou tão rapidamente. “Os resultados do nosso experimento são bem simples e óbvios. O que é importante é que nós mostramos que a levedura pode ser usada para estudar a seleção sexual. Deve permitir progressos rápidos ao testar os modelos,” diz Rogers. “É um avanço importante sobre o que conseguimos fazer antes,” concorda Malte Andersson, um ecólogo evolutivo da Universidade de Gotemburgo na Suécia. “Permite a nós olhar os detalhes genéticos de como a seleção funciona.” Apenas a intensidade do sinal  foi alterada nessa pesquisa, mas experimentos futuros podem criar ‘receptoras’ com maiores ou menores preferências pelo feromônio. O gene da preferência também pode ser ligado a um marcador genético (um pedaço conhecido de DNA facilmente observável) que também enfraquece a vitalidade da levedura. Isso permitiria que os cientistas testassem teorias alternativas sobre por que as preferências evoluem. Por exemplo, um argumento sugere que a preferência por uma característica particular de um macho evoluirá e se espalhará pela população apenas se a característica oferece um benefício direto à fêmea. Rogers espera que outros pesquisadores usarão agora o sistema da levedura para enfrentar tais questões.  

• Referência

  1. Rogers, D. W. & Greig, D. Proc. R. Soc. B doi:10.1098/rspb.2008.1146 (2008).

Traduzido de Nature News.