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O mundo misto dos animais híbridos

Deep na floresta tropical amazónica vivem duas aves verdes. O manakin coberto de neve, tem um salpico de branco na sua cabeça. O manakin de cor castanho-opalino tem um aspecto muito semelhante. Mas a coroa desta espécie pode aparecer branca, azul ou vermelha, dependendo da luz. É “como um arco-íris”, diz Alfredo Barrera-Guzmán. Ele é biólogo na Universidade Autónoma de Yucatán em Mérida, México.

Univ. of Toronto Scarborough
Feathers from the opal-crowned manakin’s head can appear blue, white or red depending on the light (left). O manakin coberto de neve tem penas brancas da coroa (centro). Uma espécie híbrida das duas, o manakin de coroa dourada, desenvolveu uma cabeça amarela (direita).

Milhares de anos atrás, estas duas espécies de aves começaram a acasalar uma com a outra. A descendência tinha inicialmente coroas que eram cinzentas-esbranquiçadas, suspeitas de Barrera-Guzmán. Mas em gerações posteriores, algumas aves cresceram penas amarelas. Esta cor brilhante tornava os machos mais atraentes para as fêmeas. Essas fêmeas podem ter preferido acasalar com machos amarelos em vez de machos cobertos de neve ou opalo-cobertos.

Eventualmente, essas aves tornaram-se suficientemente separadas das duas espécies originais para serem as suas próprias espécies distintas: o manakin de cor dourada. É o primeiro caso conhecido de uma espécie de ave híbrida na Amazónia, diz ele.

Usualmente, espécies diferentes não acasalam. Mas quando acasalam, os seus descendentes serão o que se chama híbridos.

As moléculas de ADN em cada uma das células de um animal contêm instruções. Estas guiam o aspecto de um animal, o seu comportamento e os sons que produz. Quando os animais acasalam, as suas crias obtêm uma mistura do ADN dos pais. E podem acabar com uma mistura das características dos pais.

Se os pais forem da mesma espécie, o seu ADN é muito semelhante. Mas o ADN de diferentes espécies ou grupos de espécies terá mais variações. A descendência híbrida obtém mais variedade no ADN que herdam.

Então o que acontece quando o ADN de dois grupos de animais se mistura num híbrido? Há muitos resultados possíveis. Por vezes o híbrido é mais fraco do que os pais, ou nem sequer sobrevive. Por vezes, é mais forte. Às vezes comporta-se mais como uma espécie parental do que a outra. E às vezes o seu comportamento situa-se algures entre o de cada progenitor.

Os cientistas estão a tentar compreender como é que este processo – chamado hibridação (HY-brih-dih-ZAY-shun) – se desenrola. As aves híbridas podem tomar novas rotas de migração, que encontraram. Alguns peixes híbridos parecem mais vulneráveis aos predadores. E os hábitos de acasalamento dos roedores podem afectar o que a sua descendência híbrida pode comer.

Maya Faccio; Fabio Olmos; Alfredo Barrera
Duas espécies de aves, o manakin coberto de neve (esquerda) e o manakin coberto de opalas (direita), acoplado para produzir híbridos. Os híbridos acabaram por se tornar na sua própria espécie, o manakin de coroa dourada (centro).

Sábio para hibridizar?

Hybridização acontece por muitas razões. Por exemplo, o território de dois tipos semelhantes de animais pode sobrepor-se. Isto acontece com ursos polares e pardos. Membros dos dois grupos de animais acasalaram, produzindo ursos híbridos.

Quando o clima muda, o habitat de uma espécie pode deslocar-se para uma nova área. Estes animais podem encontrar outras espécies, semelhantes. Os dois grupos podem acasalar por acidente. Por exemplo, os investigadores encontraram híbridos de esquilos voadores do sul e esquilos voadores do norte. À medida que o clima aqueceu, as espécies do sul deslocaram-se para norte e acasalaram com as outras espécies.

Quando os animais não conseguem encontrar companheiros suficientes da sua própria espécie, podem seleccionar um companheiro de outra espécie. “É preciso tirar o melhor partido da situação”, diz Kira Delmore. Ela é bióloga do Instituto Max Planck de Biologia Evolutiva em Plön, Alemanha.

Os cientistas viram isto acontecer com duas espécies de antílopes na África Austral. Os caçadores furtivos tinham afinado as populações de antílopes de palanca gigantes e de antílopes de roan. Mais tarde, as duas espécies criaram-se uma com a outra.

As pessoas também podem criar involuntariamente oportunidades de hibridação. Podem colocar duas espécies intimamente relacionadas no mesmo recinto num jardim zoológico. Ou à medida que as cidades se expandem, as espécies urbanas podem encontrar cada vez mais espécies rurais. As pessoas podem mesmo soltar animais de outros países, acidentalmente ou de propósito, para um novo habitat. Estas espécies exóticas podem agora encontrar e acasalar com os animais nativos.

Muitos animais híbridos são estéreis. Isso significa que podem ser capazes de acasalar, mas não vão criar descendência. Por exemplo, as mulas são a descendência híbrida de cavalos e burros. A maioria destes são estéreis: duas mulas não podem fazer mais mulas. Apenas um cavalo acasalado com um burro pode fazer outra mula.

Biodiversidade é uma medida do número de espécies. No passado, muitos cientistas assumiram que a hibridação não era boa para a biodiversidade. Se muitos híbridos fossem produzidos, as duas espécies progenitoras poderiam fundir-se numa só. Isso reduziria a variedade de espécies. É por isso que “a hibridação era muitas vezes vista como uma coisa má”, explica Delmore.

Mas a hibridação pode por vezes aumentar a biodiversidade. Um híbrido pode ser capaz de ingerir um determinado alimento que a sua espécie mãe não pode. Ou talvez consiga prosperar num habitat diferente. Eventualmente, poderia tornar-se na sua própria espécie, como o manakin de coroa dourada. E isso aumentaria – e não diminuiria – a variedade de vida na Terra. A hibridação, conclui Delmore, é “de facto uma força criativa”

A sua própria vida

Hybrids podem ser diferentes dos seus pais em muitos aspectos. A aparência é apenas uma. Delmore queria saber como os híbridos podem comportar-se de forma diferente dos seus pais. Ela olhou para uma ave canora chamada tordo de Swainson.

Acima do tempo, esta espécie dividiu-se em subespécie. Estes são grupos de animais da mesma espécie que vivem em áreas diferentes. No entanto, quando se encontram, ainda podem reproduzir-se e produzir crias férteis.

Uma subespécie é o tordo de carapaça, que vive na costa ocidental dos Estados Unidos e Canadá. Como o seu nome indica, tem penas avermelhadas. O tordo de dorso de azeitona tem penas castanhas-esverdeadas e vive mais para o interior. Mas estas subespécies sobrepõem-se ao longo das Montanhas da Costa, na parte ocidental da América do Norte. Lá, podem acasalar e produzir híbridos.

Uma diferença entre as duas subespécies é o seu comportamento migratório. Ambos os grupos de aves reproduzem-se na América do Norte, depois voam para sul no Inverno. Mas os tordos de costas russet migram pela costa ocidental para aterrar no México e na América Central. Os tordos com apoio de azeitonas sobrevoam o centro e leste dos Estados Unidos para se estabelecerem na América do Sul. As suas rotas são “super diferentes”, diz Delmore.

K. Delmore
cientistas prenderam pequenas mochilas (como se viu neste pássaro) a pássaros canoros híbridos chamados tordos. As mochilas continham dispositivos que ajudavam os investigadores a seguir as rotas de migração das aves.

O ADN das aves contém instruções sobre para onde voar. Quais as direcções que os híbridos recebem? Para investigar, Delmore aprisionou aves híbridas no oeste do Canadá. Ela colocou-lhes mochilas minúsculas. Um sensor de luz em cada mochila ajudou a registar para onde as aves foram. As aves voaram para sul até aos seus terrenos de invernada, carregando as mochilas na sua viagem.

No Verão seguinte, Delmore recapturou algumas dessas aves no Canadá. A partir dos dados de luz dos sensores, ela descobriu a que horas o sol se tinha levantado e posto em cada ponto ao longo da viagem das aves. A duração do dia e a hora do meio-dia diferem dependendo da localização. Isso ajudou Delmore a deduzir os caminhos de migração das aves.

p>alguns híbridos seguiram aproximadamente uma das rotas dos seus pais. Mas outros não seguiram nenhum dos percursos. Voaram algures pelo meio. Estas caminhadas, porém, levaram as aves por terrenos mais acidentados, tais como desertos e montanhas. Isso poderia ser um problema porque esses ambientes poderiam oferecer menos comida para sobreviver à longa viagem.

Outro grupo de híbridos tomou a rota dos tordos com apoio de azeitonas para sul. Depois regressaram pelo caminho do tordo com o apoio das azeitonas. Mas essa estratégia pode também causar problemas. Normalmente, os pássaros aprendem as pistas no seu caminho para sul para os ajudar a navegar de volta a casa. Podem notar pontos de referência, tais como montanhas. Mas se regressarem por um caminho diferente, esses pontos de referência estarão ausentes. Um resultado: A migração das aves pode levar mais tempo a completar.

Estes novos dados podem explicar porque é que a subespécie permaneceu separada, diz Delmore. Seguir um caminho diferente pode significar que as aves híbridas tendem a ser mais fracas quando chegam aos locais de acasalamento – ou têm uma menor probabilidade de sobreviver às suas viagens anuais. Se os híbridos sobrevivessem, bem como os seus pais, o ADN das duas subespécies misturar-se-ia com mais frequência. Eventualmente, estas subespécies fundir-se-iam num só grupo. “As diferenças na migração poderiam estar a ajudar estes tipos a manter as diferenças”, conclui Delmore.

Perigos dos predadores

Por vezes, os híbridos têm formas diferentes dos seus pais. E isso pode afectar o quão bem eles evitam os predadores.

E Nilsson tropeçou recentemente nesta descoberta. Ele é biólogo na Universidade de Lund, na Suécia. Em 2005, a sua equipa estava a estudar duas espécies de peixes denominadas dourada e barata comum (não confundir com o insecto). Ambos os peixes vivem num lago na Dinamarca e migram para riachos durante o Inverno.

Para estudar o seu comportamento, Nilsson e os seus colegas implantaram pequenas etiquetas electrónicas nos peixes. Estas etiquetas permitiram aos cientistas rastrear os movimentos dos peixes. A equipa utilizou um dispositivo que emitia um sinal de rádio. As etiquetas que recebiam o sinal enviavam uma das suas próprias que a equipa podia detectar.

No início, a equipa de Nilsson estava apenas interessada na barata e na dourada. Mas os investigadores repararam noutros peixes que se pareciam com algo entre eles. A principal diferença era a forma do seu corpo. Vista de lado, a dourada aparece em forma de diamante com um meio mais alto do que as suas extremidades. A barata é mais aerodinâmica. Está mais próxima de uma oval magra. A forma do terceiro peixe encontrava-se algures entre estes dois.

Christian Skov
Duas espécies de peixes, a brema comum (esquerda) e a barata (direita), podem acasalar para produzir híbridos (centro). A forma corporal do híbrido está algures entre as formas da sua espécie mãe.

“Para o olho destreinado, parecem-se apenas com peixes”, admite Nilsson. “Mas para um peixe, eles são extremamente diferentes”

barra e brema devem ter acasalado para produzir os que se encontram entre os peixes, pensaram os cientistas. Isso faria desses peixes híbridos. E assim a equipa começou também a etiquetar esses peixes.

Aves comedoras de peixe chamadas grandes corvos-marinhos vivem na mesma área que os peixes. Outros cientistas estavam a estudar a predação dos corvos-marinhos de truta e salmão. A equipa de Nilsson perguntava-se se as aves comiam também barata, brema e híbridos.

Aron Hejdström
Há um poleiro para aves chamado corvos-marinhos. Os investigadores descobriram que estas aves eram mais propensas a comer peixes híbridos do que qualquer uma das espécies dos peixes-mãe.

Cormorants gobble fish whole. Depois, cospem partes indesejadas – incluindo etiquetas electrónicas. Alguns anos depois de os investigadores terem marcado os peixes, visitaram os locais de nidificação e empoleiramento dos corvos-marinhos. As casas dos pássaros eram bastante nojentas. “Eles vomitam e defecam por todo o lado”, diz Nilsson. “Não é bonito”

Mas a procura dos investigadores valeu a pena. Encontraram muitas etiquetas de peixe na confusão dos pássaros. E os híbridos pareciam ter-se saído mal. Pelos seus esforços, a equipa encontrou 9 por cento das marcas de dourada e 14 por cento das marcas de barata. Mas 41% das etiquetas dos híbridos também apareceram nos ninhos.

Nilsson não tem a certeza porque é que os híbridos são mais susceptíveis de serem comidos. Mas talvez a sua forma os torne alvos mais fáceis. A sua forma diamantada torna a brema difícil de engolir. O corpo aerodinâmico da barata ajuda-a a nadar rapidamente para longe do perigo. Uma vez que o híbrido está no meio, pode não ter qualquer vantagem.

Or talvez os híbridos simplesmente não sejam muito inteligentes. “Podem ser um pouco estúpidos e não reagir à ameaça do predador”, diz Nilsson.

Acasalamento picky

Apenas porque os cientistas encontram híbridos não significa que as duas espécies se reproduzam sempre uma com a outra. Alguns animais são exigentes quanto aos companheiros que aceitarão de outra espécie.

Marjorie Matocq estudou esta questão em roedores chamados woodrats. Matocq é biólogo na Universidade do Nevada, Reno. Começou a estudar os ratos lenhosos da Califórnia nos anos 90. Matocq achou estas criaturas interessantes porque eram muito comuns, mas os cientistas sabiam tão pouco sobre elas.

M. Matocq
O rato de madeira do deserto (mostrado aqui) por vezes companheiros com uma espécie semelhante chamada rato de madeira de Bryant. Investigadores descobriram que muitos descendentes híbridos provavelmente têm um pai de rato de madeira do deserto e a mãe do rato de madeira de Bryant.

Num estudo recente, a sua equipa centrou-se em duas espécies: o rato de madeira do deserto e o rato de madeira de Bryant. Ambos vivem no oeste dos Estados Unidos. Mas os ratos lenhosos do deserto são mais pequenos e habitam zonas secas. Os grandes ratos bosqueiros de Bryant vivem em áreas arbustivas e florestais.

Num local na Califórnia, as duas espécies sobrepuseram-se. Os animais aqui estavam a acasalar e a produzir híbridos, mas Matocq não sabia o quão comum isto era. “Será apenas um acidente fortuito, ou isto está sempre a acontecer?” perguntou ela.

Para descobrir, os investigadores trouxeram os ratos da floresta para o seu laboratório. Em cada experiência, os cientistas colocaram um rato de madeira do deserto feminino ou o rato de madeira de Bryant no fundo do T. Depois colocaram um rato de madeira do deserto masculino e um rato de madeira de Bryant masculino em extremidades opostas do topo do T. Os machos foram presos com arnêses. A fêmea podia então visitar qualquer um dos machos e decidir se acasalava.

As ratazanas do deserto quase sempre acasaladas com a sua própria espécie, os cientistas encontraram. Estas fêmeas podem ter evitado os ratos da floresta de Bryant porque esses machos eram maiores e mais agressivos. De facto, os machos morderam e arranharam frequentemente as fêmeas.

Mas as fêmeas de Bryant não se importaram de acasalar com os machos do deserto. Esses machos eram mais pequenos e mais dóceis. “Não havia tanto perigo”, observa Matocq.

Os investigadores suspeitam que muitos híbridos selvagens têm um pai de rato do deserto e uma mãe de rato do deserto de Bryant. Isto pode ser importante porque os mamíferos, tais como os ratos da floresta, herdam bactérias das suas mães. Estas bactérias permanecem no intestino do animal e são chamadas o seu microbioma (My-kroh-BY-ohm).

O microbioma de um animal pode afectar a sua capacidade de digerir alimentos. Os ratos da floresta do deserto e do Bryant provavelmente comem plantas diferentes. Algumas das plantas são tóxicas. Cada espécie pode ter desenvolvido formas de digerir com segurança o que escolheu comer. E os seus microbiomas podem ter evoluído para desempenhar também um papel nisso.

Se for verdade, os híbridos podem ter herdado bactérias que os ajudam a digerir as plantas que os ratos lenhosos do Bryant normalmente consomem. Isso significa que estes animais podem ser mais adequados para jantar sobre o que um rato da madeira de Bryant come. A equipa da Matocq está agora a alimentar diferentes plantas às espécies-mãe e aos seus híbridos. Os investigadores irão monitorizar se os animais ficam doentes. Alguns híbridos podem ficar melhor ou pior dependendo da sua mistura de ADN e bactérias intestinais.

O que é excitante nos híbridos é que se pode pensar em cada um deles “como um pouco de uma experiência”, diz Matocq. “Alguns deles funcionam, e outros não.”

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