Reconhecimento de parentesco em Heliconius erato phyllis : abordagens genética e química

Abstract

O reconhecimento de parentesco foi documentado em várias espécies de animais, plantas e bactérias. Ele é fundamental nas interações altruísticas, nas quais o agente altruísta sacrifica algo de sua aptidão individual para beneficiar o receptor e indiretamente aumentar a sua aptidão inclusiva, desde que o receptor seja um parente biológico. Reconhecimento de parentesco foi observado em Heliconius erato phyllis (Lepidoptera; Nymphalidae), cujas lagartas recém-eclodidas podem canibalizar ovos, sendo a frequência de canibalismo de ovos irmãos significativamente inferior a de ovos não-relacionados. Os objetivos desse trabalho foram: elucidar a herança do reconhecimento de parentesco (não-canibalismo), e estimar sua herdabilidade; avaliar a natureza molecular da informação coriônica, ou o perfil químico do córion, bem como o perfil de lagartas recém-eclodidas; associar marcadores moleculares com fenótipos comportamentais relacionados ao reconhecimento de parentesco e, finalmente, avaliar efeitos do endocruzamento, buscando compreender possíveis efeitos que o reconhecimento de parentesco pode ter nas populações. Observou-se que o reconhecimento de parentesco, avaliado pelo não-canibalismo de ovos irmãos, parece ter um componente herdável. Sugere-se que a herança do reconhecimento de parentesco seja quantitativa, com limiar de manifestação, dependendo assim de muitos genes, além de fatores ambientais. O perfil químico de lagartas recém-eclodidas e de ovos difere quantitativamente para vários compostos, embora qualitativamente seja bastante semelhante. Além disso, observaram-se diferenças estatisticamente significativas entre famílias para vários compostos, tanto em córions como em lagartas recém-eclodidas. Alguns compostos diferiram entre famílias apenas nas amostras de córion, outros apenas nas amostras de lagartas, e outros compostos diferiram para ambos os materiais. Foram encontradas algumas associações entre marcadores moleculares AFLP e SSR e os fenótipos comportamentais relacionados ao reconhecimento de parentesco, nos dois delineamentos experimentais adotados. Além disso, observou-se depressão endogâmica apenas para algumas características relacionadas à história de vida. Os resultados obtidos ajudam a compreender o processo de reconhecimento de parentesco e altruísmo em uma espécie que não é social, e que também é um modelo para vários estudos evolutivos.

Kin recognition has been documented in various species of animals, plants, and bacteria. It is essential in altruistic interactions, in which an altruistic agent sacrifices some of its individual fitness to benefit the receiver, and indirectly increases its inclusive fitness, given that the receiver be a biological relative. Kin recognition is observed in Heliconius erato phyllis (Lepidoptera, Nymphalidae), whose newly hatched larvae can cannibalize eggs, and the cannibalism frequency of sibling eggs is significantly lower than that of non-related eggs. The objectives of this study were to elucidate the inheritance of kin recognition (non-cannibalism), and estimate its heritability; to evaluate the molecular nature of chorionic information, or chemical profile of the chorion, and of the newly hatched larvae profile; to associate molecular markers with behavioral phenotypes related to kin recognition; and, finally, to evaluate the effects of inbreeding, seeking to understand the possible effects of kin recognition on populations. It was observed that the recognition of relatedness, as revealed by non-cannibalism of sibling eggs, seems to have a heritable component. It is suggested that the inheritance of kin recognition is quantitative, with threshold manifestation, depending on many genes, as well as environmental factors. The chemical profile of newly hatched larvae and eggs differs quantitatively for various compounds, although qualitatively it is quite similar. In addition, there were statistically significant differences between families for various compounds, including both chorions and newly hatched larvae. Some compounds differ among families only with respect to the chorion samples, others only to larval samples, and other compounds differ for both materials. We have found some associations between the molecular markers AFLP and SSR and behavioral phenotypes related to kin recognition, in both experimental designs adopted. Moreover, inbreeding depression was observed only for some features related to life history. These results help to understand the kin recognition process and altruism in a species that is not social, and which also serve as a model for many evolutionary studies.