As borboletas e mariposas ocupam um lugar especial na biologia evolutiva. Belas e efêmeras, polinizadoras e herbívoras, migratórias e cosmopolitas, elas serviram de modelos para diversos estudos que hoje ilustram os livros didáticos. Um trabalho publicado esta semana na revista PNAS descreve quando cada grupo de lepidóptero se originou e convida a repensar alguns desses modelos.
As borboletas e mariposas são insetos lepidópteros, um grupo formado por mais de 160 mil espécies. Em geral, chamamos de mariposas as espécies noturnas, que pousam com asas abaixadas, e de borboletas as espécies diurnas, que pousam com asas levantadas, expondo o lado ventral. Mais de 75% das espécies de lepidópteros são mariposas e as borboletas (família Papilonoidea) descendem de ancestrais noturnos.
A imensa maioria dos lepidópteros adultos se alimenta de néctar das flores, contribuindo para a polinização. Uma das características da maioria dos lepidópteros é a ausência de mandíbulas e a presença de uma tromba usada para sugar néctar. A coevolução das morfologias da tromba e da flor é frequente, a tal ponto que Charles Darwin, ao ver o nectário extremamente longo de uma espécie de orquídea de Madagascar, inferiu a existência de uma mariposa com a tromba igualmente longa. Tal mariposa foi descrita cinquenta anos depois, mas só foi filmada se alimentando na natureza em 1992 (esta relação coevolutiva está representada no logotipo de Darwinianas).
O estudo publicado esta semana comparou genes de 186 espécies de lepidópteros (Figura 1). O resultado indica que as primeiras espécies de mariposas viveram há cerca de 300 milhões de anos, antes da diversificação das plantas com flores. Confirma também que Micropterigidae, um pequeno grupo de mariposas sem trombas, que se alimentam de briófitas, são o primeiro grupo a divergir na árvore evolutiva dos lepidópteros, seguido por outras linhagens que se alimentam de pinheiros. Há cerca de 240 milhões de anos, quando ocorreu a diversificação das angiospermas e as flores se tornaram abundantes, ocorreu também a diversificação dos lepidópteros com trombas, antes provavelmente usadas para consumir outros tipos alimentos líquidos, como seiva das plantas. Os autores também propõem que as borboletas, cujos ancestrais eram noturnos, aproveitaram a relação entre abelhas e flores diurnas, estabelecida 25 milhões de anos antes da origem das primeiras borboletas, e passaram a se alimentar durante o dia.
Outro modelo coevolutivo desafiado pelo estudo diz respeito à relação das mariposas com os morcegos (Figura 2). Há cerca de 50 milhões de anos, a capacidade de produzir ultrassons e se guiar no escuro detectando seus ecos (ecolocalização) evoluiu nos morcegos. Ouvidos capazes de escutar os ultrassons produzidos pelos morcegos durante suas caçadas noturnas evoluíram em várias linhagens de mariposas, independentemente e em diferentes lugares do corpo. Por muitos anos, acreditou-se que a evolução de ouvidos permitiu a diversificação das mariposas no período Cenozóico. Mas, outra vez, o estudo mostra que a maioria das famílias de mariposas que escutam ultrassons se diversificou ao menos 30 milhões de anos antes do que os morcegos capazes de ecolocalização.
Dizem que a sorte favorece o espírito preparado. Frequentemente nos processos evolutivos, a diversificação de uma linhagem ocorre quando estruturas prévias permitem a exploração de novas oportunidades ecológicas. Quando as plantas vasculares passaram a produzir néctar para atrair polinizadores, favoreceram um bem-aventurado grupo de insetos com canudo na boca. Quando os morcegos passaram a patrulhar os céus noturno com sonares, enfrentaram linhagens de insetos que podiam escutá-los.
Joao Francisco Botelho (PUC de Chile)
PARA SABER MAIS:
Ardetti, J., Elliott, J., Kitching, I.J. & Wasserthal, L.T. 2012, ‘Good Heavens what insect can suck it’ – Charles Darwin, Angraecum sesquipedale and Xanthopan morganii praedicta. Botanical Journal of the Linnean Society. 169 403-432.
Ehrlich, Paul R., and Peter H. Raven. “Butterflies and Plants: A Study in Coevolution.” Evolution, vol. 18, no. 4, 1964, pp. 586–608. JSTOR, http://www.jstor.org/stable/2406212.
Kawahara, Akito Y., et al. “Phylogenomics reveals the evolutionary timing and pattern of butterflies and moths.” Proceedings of the National Academy of Sciences (2019): 201907847.
Zhang, Qingqing, et al. “Fossil scales illuminate the early evolution of lepidopterans and structural colors.” Science advances 4.4 (2018): e1700988.
Darwinianas 
Uma consideração sobre “A mariposa precede a flor”