Quando animais de duas espécies diferentes acasalam, seus descendentes híbridos podem ser insalubres ou estéreis. Muitas vezes, apenas um sexo é afetado.

As diferenças sexuais na fertilidade seguem um padrão conhecido como Regra de Haldane , que afirma que os híbridos são mais afetados quando herdam dois cromossomos sexuais diferentes. Nos mamíferos, os machos possuem cromossomos sexuais XY, portanto os machos “ligres” e “tigons” (descendentes entre tigres e leões) são estéreis, enquanto as fêmeas, que possuem dois cromossomos X, tendem a ser mais férteis. Mas tanto nas borboletas quanto nos pássaros, as fêmeas têm cromossomos sexuais ZW, enquanto os machos têm ZZ, portanto, de acordo com a Regra de Haldane, são as fêmeas que são estéreis.

Que insights esse fenômeno natural poderia trazer para a especiação, o processo no qual diferentes linhagens biológicas se dividem? James Mallet , professor residente de biologia organísmica e evolutiva e associado de genética populacional no Museu de Zoologia Comparada, e autor sênior de um novo estudo na Proceedings of the National Academy of Sciences, tenta descobrir o “porquê” por trás da Regra de Haldane , usando a genética das borboletas como guia.

Projetado e liderado pelo ex-aluno de pós-graduação Tianzhu Xiong , o estudo investigou a esterilidade híbrida em borboletas, criando cruzamentos híbridos de diferentes espécies para determinar quais genes específicos eram responsáveis ??pelo fenótipo.

De acordo com a análise de Xiong, agora pesquisador de pós-doutorado em Cornell, o traço de esterilidade nas borboletas híbridas está provavelmente ligado a muitos genes espalhados pelo cromossomo Z. Assim, a compreensão de todos os mecanismos genéticos por trás disso exigirá estudos mais aprofundados.

Para a pesquisa, Xiong e colegas criaram híbridos de borboletas rabo de andorinha Papilio . Eles descobriram que os problemas associados aos híbridos, como o baixo peso das pupas e a malformação dos ovários nas fêmeas, aconteciam devido à mistura desigual, ou “introgressão”, entre o cromossomo sexual Z e todos os outros cromossomos. Esta observação aponta para muitos genes trabalhando juntos para produzir um equilíbrio dentro de cada espécie.

O equilíbrio entre o cromossomo Z e o restante dos cromossomos é perturbado quando o primeiro é herdado de apenas uma espécie, como nas fêmeas híbridas ZW. O cromossomo W característico das borboletas fêmeas carrega poucos genes e não está envolvido. Além disso, Xiong mostrou que fêmeas híbridas de outra borboleta, Heliconius , estudada por Neil Rosser e colegas, também seguiam o mesmo padrão multigênico no cromossomo Z.

“Inicialmente, eu esperava encontrar um gene importante que causasse o fenótipo”, disse Xiong. “Mas acontece que a resposta é mais matemática do que o esperado e que um grande número de genes explica melhor o padrão.”

A análise mostra que a esterilidade híbrida pode ser semelhante à altura em humanos – poligênica ou envolvendo múltiplos genes. “Tianzhu mostrou que o que importa é a fração do cromossomo Z, e não se você tem um problema específico em uma região do cromossomo”, disse Mallet.

O trabalho foi apoiado em parte pela National Science Foundation.