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Aug 04, 2023

Preto contrastante

Os gafanhotos que vemos são geralmente verdes. Essa coloração fornece proteção, permitindo que os gafanhotos se misturem ao ambiente verde para evitar predadores. No entanto, quando os gafanhotos se reúnem em grandes populações

Os gafanhotos que vemos são geralmente verdes. Essa coloração fornece proteção, permitindo que os gafanhotos se misturem ao ambiente verde para evitar predadores. No entanto, quando os gafanhotos se reúnem em elevadas densidades populacionais e passam de uma fase solitária para uma fase gregária, causam pragas graves. Com essa transformação, a cor do corpo também muda dramaticamente de verde para costas pretas e abdômen marrom.

Em um estudo publicado na Science Advances em 23 de agosto, a equipe do Dr. KANG Le, do Instituto de Zoologia da Academia Chinesa de Ciências, encontrou um fator regulatório específico responsável por essa coloração única.

A variação na cor do corpo observada nos gafanhotos reflete a sua notável adaptabilidade ambiental. Semelhante aos gafanhotos solitários, muitos insetos exibem a cor verde do corpo através de uma combinação de pigmentos amarelos e azuis. No entanto, estudos descobriram que a cor negra do corpo vem da melanina e da pigmentação omocromática.

Há vários anos, a equipe de KANG demonstrou que a cor preta nas costas dos gafanhotos não é causada pela típica deposição de melanina. Em vez disso, vem da sobreposição de um complexo vermelho formado pela proteína de ligação ao β-caroteno (βCBP) e β-caroteno na coloração verde dos gafanhotos solitários.

Os gafanhotos gregários são marrons no ventre e pretos no dorso. Através da análise proteômica dos tegumentos pretos e marrons de gafanhotos gregários, os pesquisadores descobriram que o βCBP desempenha um papel fundamental na formação da impressionante coloração marrom-escura do corpo. A distribuição de βCBP-β-caroteno nos tegumentos marrons é significativamente maior do que nos tegumentos pretos, e essa diferença na distribuição contribui para a coloração marrom-escura do corpo.

Além disso, a fosforilação do fator de transcrição bZIP ATF2 no seu sítio serina e a sua subsequente localização nuclear promovem a expressão de βCBP.

Estudos subsequentes mostraram que este mecanismo regulador está intimamente ligado à densidade populacional de gafanhotos. À medida que a densidade populacional aumenta, os gafanhotos verdes solitários transformam-se em gafanhotos gregários castanho-escuros. Esta transformação é controlada por um processo regulador intrínseco no qual a PKCα responde à densidade populacional ativando e fosforilando rapidamente o ATF2 Ser327.

Isto promove a entrada do ATF2 no núcleo, facilita a sua ligação ao promotor βCBP e ativa a sua transcrição. A diferença nos níveis de fosforilação do ATF2 entre os tegumentos preto e marrom dos gafanhotos é responsável pelas diferentes quantidades de βCBP distribuídas no dorso e no ventre, resultando em última análise no distinto dorso preto e ventre marrom dos gafanhotos gregários.

O estudo da cor do corpo dos gafanhotos é de grande importância biológica. Em gafanhotos gregários, os mecanismos de sinalização espacialmente distintos que regulam a expressão de βCBP e a fosforilação de ATF2 são críticos para a composição do dorso preto e do ventre marrom. O βCBP atua como um pincel revestido com o pigmento β-caroteno para dar aos gafanhotos uma cor que muda de verde para preto à medida que a densidade populacional aumenta, enquanto níveis muito mais elevados de βCBP-β-caroteno no ventre resultam em uma cor marrom.

Este estudo revela a capacidade dos organismos de alcançar padrões distintos de cores corporais através do controle preciso da deposição de pigmentos e lança luz sobre a evolução das adaptações ambientais na coloração de alerta e nas estratégias de sobrevivência defensivas do grupo. Os gafanhotos gregários usam sua coloração de advertência marrom-escura, que está associada ao odor fenilacetonitrila e à toxina cianeto de hidrogênio, para aumentar o aposematismo, estimulando os sentidos visual e olfativo. Além de alertar predadores, os gafanhotos gregários podem manter grandes enxames, facilitando o reconhecimento de membros da mesma espécie por meio de coloração corporal distinta.

Um fenômeno onipresente no mundo dos insetos é o escurecimento da coloração do corpo em proporção à densidade populacional. A descoberta deste padrão oferece uma chave significativa para a compreensão de como as mudanças na densidade populacional podem levar a mudanças na coloração corporal. Além disso, esta descoberta tem implicações práticas importantes para a previsão e previsão de pragas.