Como a plasticidade fenotípica se relaciona com a acomodação genética?

Elas juntas formam uma “acomodação genética”, a expressão em si pode ser um pouco ambígua, pois pode se  referir também a qualquer mudança nas frequências de genes que resultam em fenótipos induzidos pelo ambiente, mas no caso aqui, 'acomodação genética’ quer significar, em contraste ao conceito de ‘assimilação genética’, aquilo que ocorre quando a seleção de variantes submetidas ao estresse resultam em um fenótipo com maior capacidade de resposta às condições ambientais, portanto, mais prontamente induzidos pelo estimulo ambiental. Assim diferentemente do exemplo anterior, um fenótipo desviante raro poderia tornar-se mais consistentemente induzido em condições de estresse. Assim, a seleção contribuiria não só para gerar um novo fenótipo, mas uma gama maior de respostas fenotípicas, aumentando a plasticidade fenotípica da população em questão. Neste caso, a mudança no ambiente quebraria a canalização inicial e exporia a variação existente, mas não manifesta, a seleção ambiental que diversificaria as respostas a alterações ambientais.

Um exemplo de acomodação genética pode ser ilustrado pelos experimentos conduzidos por Yuichiro Suzuki e H. Frederik Nijhout, que foram publicados em artigo da revista Science em 2006 [17]. Os pesquisadores descobriram que uma linhagem mutante de lagartas da espécie da mariposa Manduca sexta de coloração escura que eram capazes de, por vezes, tornarem-se verdes em condições de choque térmico.

Os pesquisadores estavam interessados em um outro fenômeno associado as plasticidade fenotípica e as normas de reação, o chamado polifenismo, que é tipicamente encontrado em insetos sociais que, a partir de um único genótipo, podem gerar vários fenótipos discretos bem específicos e adaptativos (as castas) pela exposição a certos estímulos ambientais, em geral, nutricionais.

Como pouco se sabe sobre os mecanismos através dos quais o polifenismo evoluiu, os dois cientistas resolveram estudar as vias de regulação hormonais de desenvolvimento, especialmente a do hormônio juvenil (JH), em Manduca sexta empregando estresse térmico como forma de revelar ‘normas de reação’ ocultas em relação a coloração larval. Através de seleção artificial para a mudança de coloração em resposta ao aumento do estresse térmico, os pesquisadores conseguiram induzir a evolução de polifenismo larval de coloração e uma alteração correspondente por meio da titulação hormonal por meio da acomodação genética.

Com base neste e em outros experimentos, fica claro que os mecanismos que regulam hormônios de desenvolvimento podem mascarar a variação genética e desta forma podem atuar como capacitores evolutivos, facilitando a origem de novos fenótipos adaptativos, caso mutações ou variações ambientais mais extremas incidam sobre eles.

2 - Relate um exemplo de acomodação genética e acomodação fenotípica.

Exemplo de Acomodação Genética em Formigas

"Nós todos sabemos que a sociedades das formigas são organizadas em castas. Todas as espécies fazem rainhas, que geralmente tem asas, e operárias sempre sem asas. O gênero Pheidole ainda desenvolveu uma divisão entre as operárias com operárias menores, que fazem a maior parte do trabalho no formigueiro e saem pra procurar comida, e as soldado, que protegem o formigueiro e processam comida. Algumas espécies no norte do México e no estado americano do Arizona, ainda possuem uma terceira subcasta de operárias, as super soldado, que possuem a cabeça significativamente maior que a soldado e tem um cotoco no lugar das asas, chamadas asas vestigiais.  A grande descoberta deste grupo foi que há uma espécie de Pheidole no estado de Nova York, isso é, muito distante dessas espécies que ocorrem mais próximas a fronteira com o México, que também produzem formigas com características de super soldado, como a cabeça e o corpo muito maior que a de um soldado e a asa vestigial, só que muito raramente, esse fenótipo é considerado uma anomalia pra essa espécie. A distância geográfica entre estas espécies sugeria que este era um caso de co-evolucão, onde os super soldados apareceram de forma independente pelo menos duas vezes. Além disso, eles mostraram que dentro da árvore filogenética do grupo as espécies que fazem super soldados estão separadas e não tem um ancestral comum só delas."

Por, Eduardo Bouth Sequerra, biólogo formado pela UFRJ e doutor pelo Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho

Exemplo de plasticidade fenotípica em asas de Drosophila

Muitos estudos analisaram plasticidade fenotípica a partir de variações morfométricas em asas de Drosophila (Moreteau et al. 1998, Bitner-Mathé & Klaczko 1999, Debat et al. 2003, Bubliy et al. 2008, Soto et al. 2011, Pitchers et al. 2012). As asas de drosofilídeos são bons modelos para esse tipo de análise por uma série de razões: 1) o padrão de veias das asas é altamente conservado na família Drosophilidae, o que facilita a identificação de marcos anatômicos homólogos entre espécies; 2) detalhes a respeito do seu desenvolvimento em Drosophila são bem compreendidos; 3) a morfologia alar no gênero é altamente plástica, e normas de reação para tamanho da asa têm sido obtidas para muitas espécies (Debat et al. 2003); 4) elas têm a função óbvia de possibilitar o voo (uma característica potencialmente adaptativa), sendo, com isso, um possível alvo de seleção natural (Huey et al. 2000, Hoffmann & Shirriffs 2002); e, por fim, estão envolvidas no comportamento de corte da maior parte das espécies de Drosophila (Markow & O’Grady 2005). O tamanho do tórax também é uma característica morfológica comumente analisada nos estudos de plasticidade fenotípica com Drosophila, pois é um bom estimador do tamanho corporal dessas moscas (David et al. 2006). O tamanho corporal, por sua vez, é de interesse porque diversos estudos sugerem que ele seja um bom indicador do valor adaptativo tanto de fêmeas (Partridge 1988) quanto de machos (Partridge 1988, Prasad et al. 2008) de Drosophila, embora essa questão seja controversa (Partridge & Fowler 1993, Markow et al. 1996, Nunney & Cheung 1997, Menezes et al. 2013). Uma outra característica comumente analisada nesse gênero de moscas, que deriva da análise dos tamanhos da asa e do tórax, é a chamada razão asa:tórax, que diz respeito à razão do tamanho da asa pelo tamanho do tórax. Essa característica é bastante interessante, pois é preditora da carga alar da mosca (Pétavy et al. 1997)