XXVI Reunião Anual sobre Evolução, Sistemática e Ecologia Micromoleculares Instituto de Química, Universidade Federal Fluminense, 1 a 3 de dezembro de 2004 XXVI RESEM MC8 Preferência de hospedeiros e relações filogenéticas na tribo Troidini (Lepidoptera: Papilionidae) e suas plantas hospedeiras, Aristolochia (Aristolochiaceae) Karina Lucas da Silva Universidade Estadual de Campinas, Depto. de Genética e Evolução, Instituto de Biologia. Campinas, SP. [email protected] Introdução Interações entre insetos herbívoros e suas plantas hospedeiras têm sido estudas por um longo tempo. Muitos estudos enfocam a evolução destas interações, considerando aspectos como o conservatismo taxonômico , na utilização de hospedeiros 1 2, e se um “ponto final” desta evolução seria um especialismo total 3. Espécies de insetos relacionadas freqüentemente se alimentam em plantas hospedeiras relacionadas, embora uma concordância precisa entre a filogenia dos insetos e das plantas seja ,, rara4 5 6. Este conservatismo é influenciado basicamente pelos compostos secundários , encontrados nas plantas 7 8, e Fraenkel 9 inclusive afirma que o uso discriminatório de certas plantas pelos insetos seria a razão de ser destas substâncias. A íntima associação entre borboletas da tribo Troidini (Papilionidae, Papilioninae) e suas plantas hospedeiras no gênero Aristolochia (Aristolochiaceae) é um modelo apropriado para estudos sobre a evolução das relações entre herbívoros e plantas hospedeiras. A interação entre Troidini e Aristolochia tem sido usada como um exemplo clássico de coevolução e as características desta associação concordam com muitas das suas premissas. Borboletas Troidini usam quase exclusivamente plantas hospedeiras do gênero Aristolochia, e suas lagartas são conhecidas por seqüestrarem compostos secundários presentes nas plantas hospedeiras 10, que aparentemente as tornam impalatáveis para predadores , potenciais 11 12. As borboletas adultas advertem sua impalatabilidade através de coloração de advertência, o que as tornam , modelos em anéis miméticos 13 14. Neste trabalho, análises filogenéticas foram utilizadas para se determinar relações e para investigar a evolução da interação Troidini e Aristolochia. As principais questões envolvendo esta interação são: 1) como a interação Troidini e Aristolochia evoluiu? 2) qual o padrão atual de utilização de Aristolochia por estas borboletas? 3) o padrão de utilização de hospedeiros visto atualmente está relacionado à filogenia ou à composição química das plantas? e 4) a distribuição geográfica das plantas poderia explicar a utilização de hospedeiros vista atualmente? Metodologia A hipótese filogenética para as borboletas Troidini foi obtida por uma análise de Máxima Parcimônia dos genes mitocondriais citocromo oxidase I e II (COI e COII) e do gene nuclear do Fator de Elongação-1α (EF1α). Para investigar a importância da filogenia de Aristolochia na evolução da mudança de hospedeiros em Troidini, a filogenia proposta para os troidines foi comparada com a filogenia das suas plantas hospedeiras. Esta hipótese filogenética de Aristolochia foi obtida por uma análise de Máxima Parcimônia de duas regiões: o gene matK e uma região não-codificadora localizada entre os genes trnL (UAA) e trnF (GAA). Para investigar se a similaridade química das plantas ou se sua distribuição geográfica facilitaram a mudança de hospedeiros em Troidini, a filogenia das borboletas foi comparada com o XXVI Reunião Anual sobre Evolução, Sistemática e Ecologia Micromoleculares Instituto de Química, Universidade Federal Fluminense, 1 a 3 de dezembro de 2004 quemograma destas plantas, obtido pelo seu padrão de sesquiterpenos, e com o biogeograma, obtido com a sua distribuição geográfica. Resultados A comparação das filogenias de Troidini e Aristolochia resultou em uma figura bastante caótica, mostrando o uso indiscriminado de plantas hospedeiras em todos os principais ramos de Aristolochia. A comparação da filogenia de Troidini com o quemograma e o biogeograma de Aristolochia mostrou que as plantas hospedeiras usadas pelos ancestrais de Battus e Parides vêm de ramos diferentes, ou seja, plantas hospedeiras química e geograficamente diferentes. No entanto, atualmente não há um padrão de utilização de hospedeiros baseado na sua filogenia, composição química, ou distribuição geográfica, e espécies de Troidini utilizam as plantas hospedeiras disponíveis em seu habitat. Discussão Lagartas de Troidini são de fato bastante especializadas em plantas do gênero Aristolochia, no entanto, há pouca ou nenhuma especialização no nível de espécies. Espécies de borboletas com distribuição ampla usam mais espécies diferentes de Aristolochia como plantas hospedeiras, enquanto aquelas espécies com distribuição restrita se alimentam em uma única espécie de planta hospedeira. O uso de plantas hospedeiras não é determinado pela filogenia das plantas hospedeiras, nem pela sua distribuição geográfica ou padrão de sesquiterpenos e, neste caso, outros compostos químicos poderiam estar determinando o uso de cada espécie de Aristolochia. De fato, o fator mais importante limitando o uso de plantas hospedeiras pode ser o conjunto de compostos químicos encontrados em cada planta, e não cada classe de composto individualmente. O padrão de utilização de planta hospedeira visto atualmente pode estar sendo determinado unicamente pela disponibilidade de plantas hospedeiras encontradas por cada espécies de borboleta, concordando com a idéia de disponibilidade de recursos de Colwell e Futuyma15. Referências bibliográficas 1 Bernays, E. 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Scientific Publishers, Inc.:Gainesille, FL, 1994. 14 Sime, K. R., P. F. Feeny, and M. M. Haribal. Chemoecology. 2000, 10, 169. 15 Colwell, R. K., and D. J. Futuyma. Ecology. 1971, 52, 567. 2