UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTOCENTRO DE CIÊNCIAS HUMANAS E NATURAISDEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS

Loss and recovery of wings in stick insects

(Perda e recuperação de asas em Phasmatodea)

Loss and recovery of wings in stick insects

(Perda e recuperação de asas em Phasmatodea)

Amanda F. Colodetti

Thales R. A. Brotto

Vitor de C. Breda

Michael F. Whiting, Sven Bradler & Taylor Maxwell

Nature: volume 421, 2003

• Evolução das asas: escapar de predadores, explorar novos recursos e ocupar novos nichos

• Linhagens parcialmente aladas e ápteras

• Ordens secundariamente ápteras

Radiação de um vasto número de espécies

• Transições independentes: alados ápteros

• Reversão é altamente improvável: complexas interações entre nervos, músculos, etc.

• Phasmatodea se diversificaram como insetos ápteros, sendo as asas derivadas secundariamente

ápteros alados

Aparato das asas é conservado

• Terrestres

• Arborícolas

• Morfologia e comportamento críptico (graveto e folha)

• Completamente alados: asa anterior reduzida e condensada e asa posterior alargada e com uma extensa região anal

• Parcialmente alados: redução das asas

posteriores e uma pequena região

anal – incapazes de voar

40% completamente alados3.000 espécies

500 gêneros3 famílias

• Asas homólogas as dos outros grupos de insetos

• As asas dos machos nunca se desenvolvem menos que as das fêmeas

• Monofilia– presença de glândulas repelentes no pró-tórax– ausência de mitocôndrias no espermatozóide

• Ordem basal de insetos ápteros

• Grupo irmão desconhecido

• Dificuldade morfologia convergente dos grupos associada ao comportamento críptico

• Classificação baseada em caracteres morfológicos duvidosos: nenhuma investigação publicada ainda

• Seqüenciamento de DNA

• Utilização de DNA ribossomal 18S, 28S e porção de Histona 3 (H3)

• 22 grupos externos e 37 grupos internos

• Bootstrap e Bremer = árvores filogenéticas

• Os resultados obtidos foram congruentes com outros estudos

• Reconstrução mais parcimoniosa = caráter ancestral áptero

• Asas = caráter muito plástico

• Possíveis vantagens da perda das asas

Re-evolução das asas em insetos ápteros seria impossível.

Fatores considerados: • Complexidade estrutural de asas funcionais.• Mutações acumulativas em genes associados. • Independência da via de formação das asas.

Hipótese Inicial

Possibilidade de haver re-evolução das asas em insetos ápteros.

Fatores considerados :• Via similar de formação das asas e membros em

Drosophila sp.• Informações genéticas para a formação das asas

conservadas.• Retenção do circuito funcional básico para o vôo

(musculatura e inervação).• Multiplicidade de fatores envolvidos na formação

das asas

Hipótese Alternativa

Re-evolução de estruturas complexas a partir das mesma construção de estruturas básicas pode ser uma tendência geral mais comum na evolução do que se conhecia.

Ex : evolução dos olhos em animais modernos

(gene Pax 6)

Evolução das asas e diversificação de Phasmatodea

Inseto alado

Inseto áptero

Inseto alado

silenciamento gênico

re-expressão

Primeiro Exemplo de um caractere complexo perdido e posteriormente recuperado em linhagens

evolutivas.

Importância da reaquisição de caracteres complexos na diversificação evolutiva!

FIM...