O impacto do asteroide Chicxulub na América do Norte, há 66 milhões de anos, costuma ser lembrado pela extinção em massa que provocou. Para os dinossauros, foi uma catástrofe. Para outros organismos, porém, a destruição abriu oportunidades.
Um conjunto crescente de pesquisas indica que o cenário de morte e escuridão deixado pelo impacto favoreceu pequenos mamíferos, fungos que proliferaram pelo planeta e até formas de vida das profundezas oceânicas. Agora, as formigas entram nessa lista.
Atualmente, mais de 15 mil espécies desses insetos se espalham pelo mundo. Suas rainhas comandam colônias instaladas no subsolo, em árvores mortas e em outros abrigos. Uma colaboração entre pesquisadores da Alemanha, China e Dinamarca identificou vários episódios independentes de rápida diversificação das formigas no início do Paleógeno, período que começou após o impacto.
O estudo relaciona essa expansão à atividade de elementos transponíveis, trechos de DNA conhecidos como “genes saltadores”, alguns com características semelhantes às de retrovírus.
“O impacto do asteroide teve consequências dramáticas para o ambiente”, afirmou Lukas Schrader, autor principal do trabalho e professor de biologia evolutiva molecular da Universidade de Münster, na Alemanha, em um comunicado da instituição.
“Agora encontramos o mecanismo genômico que conecta essas transformações ecológicas à rápida diversificação posterior das formigas: os elementos transponíveis.”
De parasitas genéticos a fonte de possibilidades evolutivas
Durante muito tempo, os cientistas trataram os elementos transponíveis, também chamados de TEs, essencialmente como parasitas do genoma. Esses segmentos de DNA conseguem se multiplicar e se espalhar, aparentemente em benefício próprio, sem oferecer uma vantagem evolutiva evidente ao organismo.
Sua atividade também pode causar problemas. Alguns estudos investigam a participação desses elementos em doenças, incluindo certos tipos de câncer e distúrbios neurológicos.
Mais recentemente, porém, biólogos passaram a identificar relações entre a atividade dos genes saltadores e episódios de diversificação em diferentes grupos de animais, incluindo primatas e morcegos. Em determinados contextos, as mudanças podem favorecer a adaptação a novos ambientes ou aumentar a resistência diante de ameaças.
Um estudo de 2021, por exemplo, analisou o mosquito Anopheles coluzzii, encontrado em áreas urbanas da África Subsaariana. Os pesquisadores descobriram que elementos transponíveis haviam contribuído para sua proteção contra inseticidas.
“Acho que veremos cada vez mais casos em que os TEs ajudam a explicar mudanças adaptativas rápidas”, disse Schrader à revista The Scientist, em 2022. Na época, ele já investigava como esses elementos poderiam beneficiar as formigas, integrantes da família Formicidae.
O que os genomas de 163 espécies revelaram
Para o novo trabalho, Schrader e seus colegas compararam os genomas de 163 espécies de formigas. A amostra reuniu representantes de 12 das 16 subfamílias que ainda existem.
A reconstrução da história evolutiva desses insetos permitiu criar uma espécie de linha do tempo dos principais episódios de atividade dos genes saltadores ao longo dos últimos 100 milhões de anos.
Entre os resultados, a equipe encontrou indícios de que os elementos transponíveis contribuíram para o surgimento de novos receptores olfativos e gustativos. Essas estruturas são importantes para a comunicação química das formigas e para a percepção do ambiente.
A combinação ajuda a explicar a proposta do estudo: mudanças no genoma ampliaram as possibilidades biológicas, enquanto as transformações ambientais após a extinção criaram oportunidades para que algumas dessas variações se tornassem relevantes.
“Assim, os TEs provavelmente forneceram a matéria-prima genética que facilitou a diversificação, enquanto as oportunidades ecológicas geradas pelo evento de extinção determinaram como essa variação poderia se tornar significativa”, escreveram os pesquisadores no artigo publicado no mês passado na Science Advances.
Uma influência que continuou depois do asteroide
O papel desses elementos não parece ter se limitado ao início do Paleógeno. A pesquisa também encontrou uma relação entre sua presença nos genomas e a diversidade posterior das linhagens.
Os grupos de formigas com maior quantidade de genes saltadores tendiam a apresentar mais espécies descendentes na atualidade. O resultado sugere que esses elementos continuaram participando da capacidade evolutiva dos insetos muito depois das transformações provocadas por Chicxulub.
Ainda assim, os autores reconhecem lacunas. Espécies extintas podem ter apresentado padrões diferentes de atividade dos elementos transponíveis. Como essas linhagens não estão representadas da mesma maneira na análise, elas poderiam alterar a interpretação sobre a relação entre genes saltadores e adaptação.
Também permanece uma questão anterior ao intervalo de 100 milhões de anos investigado: a origem e os primeiros passos da diversificação das formigas.
“Não podemos excluir a possibilidade de que episódios ainda desconhecidos de intensa atividade de TEs tenham afetado a história mais antiga da diversificação das formigas”, observaram os pesquisadores.
O asteroide não criou esses insetos. Mas as oportunidades abertas pela extinção, combinadas com mudanças em seus genomas, podem ter ajudado a construir o planeta repleto de formigas que conhecemos hoje.
