Aspectos evolutivos da bioluminescência de elateroidea (coleoptera) do Brasil

Abstract

A partir dos coleópteros luminescentes, mais de 20 luciferases já foram clonadas e seqüenciadas. Dessas, a maioria é de lampirídeos das regiões Neártica e Paleártica, quatro de elaterídeos jamaicanos e uma de um fengodídeo asiático. Apenas outras cinco são oriundas da América do Sul, o continente mais rico em espécies de coleópteros luminescentes e o provável berço evolutivo de Lampyridae, a família com maior número de coleópteros luminescentes. Espécies desta região apresentam a maior variedade de cores de bioluminescência. No presente trabalho clonamos e seqüenciamos luciferases dos gêneros Brasilocerus sp., Phrixothrix sp. e Taximastinocerus sp., da família Phengodidae. Com base na análise filogenética dessas luciferases e outras já publicadas, concluímos que as luciferases das lanternas laterais e cefálicas são codificadas por genes parálogos, e propusemos um modelo para a evolução das cores da bioluminescência nessa família. Também determinamos o genoma mitocondrial de Pyrophorus divergens, membro da família Elateridae. A partir desse genoma e outros já publicados, analisamos a evolução da bioluminescência na superfamília Elateroidea sensu Lawrence e Newton (1995) e concluímos que essa pode ter surgido três vezes independentemente nesse grupo.

From luminescent Coleopteran's, more than 20 luciferases have already been cloned and sequenced. Among them, most part is from lampyrids of Neartic and Paleartic regions, four are from Jamaican elaterids and one is from Asiatic phengodids. Just five are from South American species, the richest continent in luminescent Coleopteran's and, probably, the evolutionary cradle of Lampyridae. Species from this region display the greatest range of bioluminescence colors. At the present work, we cloned and sequenced luciferases from the genera Brasilocerus sp., Phrixothrix sp. and Taximastinocerus sp., from Phengodidae family. Based on the phylogenetic analysis of these genes and other already published, we concluded that head and lateral lantern luciferases are coded by paralogous genes, and we also proposed a model for bioluminescence color evolution in this family. We also sequenced the mitochondrial genome of Pyrophorus divergens, an Elateridae member. Based on this genome and other already published, we analysed the evolutionary history of bioluminescence in Elateroidea superfamily sensu Lawrence e Newton (1995) and concluded that it could have appeared three times independently in this group.