Encarar asfalto escaldante, ar poluído e pulverizações repetidas de pesticidas seria um teste duro para a maioria dos insetos. Ainda assim, a cigarrinha-lanterna-pintada não apenas aguenta essas condições como conseguiu se espalhar por um país inteiro.
Uma nova pesquisa genética da Universidade de Nova York (NYU) indica que a vida urbana pode estar por trás desse sucesso. Ambientes de cidade não se limitam a “abrigar” espécies invasoras: eles podem influenciar diretamente a forma como esses organismos evoluem.
Nas cidades, os insetos convivem com calor intenso, estresse químico e perturbação constante. Com o passar do tempo, essas pressões podem reforçar características que ajudam uma espécie invasora primeiro a sobreviver e, depois, a prosperar quando avança para novas regiões.
Cigarrinhas-lanterna-pintadas danificam lavouras
A cigarrinha-lanterna-pintada, Lycorma delicatula, é nativa da China e de partes do Sul da Ásia. Na última década, ela se expandiu pelo nordeste dos Estados Unidos, formando enxames enormes em áreas urbanas e suburbanas.
Vinhedos, pomares e florestas vêm sofrendo danos importantes, com prejuízos económicos que chegam a milhões de dólares apenas no estado de Nova York. Para explicar essa expansão acelerada, cientistas de diferentes institutos analisaram o DNA da cigarrinha.
Fallon Meng é doutoranda no Departamento de Biologia da NYU e assina o estudo como primeira autora.
“Cidades podem funcionar como incubadoras evolutivas que ajudam uma espécie invasora a lidar melhor com pressões como calor e pesticidas, o que depois as ajuda a adaptar-se a novos ambientes”, disse Meng.
Variação genética da cigarrinha-lanterna-pintada
A equipa recorreu ao sequenciamento de genoma completo para avaliar cigarrinhas coletadas em áreas urbanas e florestais de Xangai, na China, além de amostras de Nova York, Nova Jersey e Connecticut.
Com a análise do genoma, foi possível reconstruir a história da invasão e quantificar a diversidade genética.
Em geral, espécies invasoras chegam a uma nova região a partir de grupos fundadores pequenos - por exemplo, massas de ovos presas a caixotes de transporte.
Esse tipo de entrada costuma reduzir a variação genética, o que normalmente limita a capacidade de adaptação. Mesmo assim, as cigarrinhas-lanterna-pintadas continuam a prosperar apesar da baixa diversidade, um enigma conhecido há anos como o paradoxo genético da invasão.
Ao comparar genomas, os pesquisadores confirmaram uma perda acentuada de diversidade genética na população dos Estados Unidos. Mesmo a grandes distâncias, as cigarrinhas apresentavam DNA quase idêntico, sinal de um forte agrupamento genético.
“Encontrámos uma redução realmente dramática na variação genética - as cigarrinhas dos EUA ficaram geneticamente agrupadas numa grande população - mas, apesar dessa queda, elas ainda estão a adaptar-se ao clima local”, afirmou Anthony Snead, pesquisador de pós-doutorado da NYU e coautor do estudo.
A escassez de diversidade não impediu a adaptação. Em vez disso, a seleção natural concentrou-se em genes específicos associados à sobrevivência.
Insetos chineses ficam por perto
Na China, o cenário genético foi muito diferente. Em Xangai, populações urbanas divergiam geneticamente de populações em florestas próximas, mesmo quando separadas por apenas algumas dezenas de quilómetros.
A capacidade limitada de voo ajuda a explicar parte desse padrão. As cigarrinhas dependem de árvores hospedeiras como o ailanto (a “árvore-do-céu”) e precisam alimentar-se com frequência, o que restringe o quanto se deslocam.
“As cigarrinhas são muito localizadas na sua área nativa. Elas conseguem voar, mas tendem a não se mover muito porque dependem de árvores hospedeiras específicas, como a árvore-do-céu, e precisam alimentar-se continuamente usando as suas peças bucais perfurantes”, disse Meng.
Modelagens genéticas apontaram três grandes gargalos populacionais. Dois coincidiram com eventos de invasão já documentados, ligados à Coreia do Sul e à Pensilvânia.
O terceiro gargalo teria ocorrido há mais de 170 anos, durante um período de urbanização acelerada em Xangai. A expansão da cidade provavelmente impôs novas pressões às populações de cigarrinhas, empurrando a adaptação antes mesmo de a disseminação global começar.
Cidades deixaram os insetos mais resistentes
As cigarrinhas urbanas apresentaram mudanças genéticas relacionadas à resposta ao estresse, ao metabolismo, à imunidade e à desintoxicação.
Esses conjuntos de genes ajudam insetos a suportar calor, poluição, mudanças na dieta e exposição a pesticidas. Em especial, genes de desintoxicação são decisivos por degradarem compostos nocivos, tanto de origem vegetal como de inseticidas.
Um grupo de genes contribui para “bombear” toxinas para fora das células dos insetos, reduzindo os danos provocados pelos pesticidas. Sinais de seleção nesses genes apareceram tanto na China urbana como nas populações invasoras dos Estados Unidos, o que sugere uma preparação precoce para ambientes severos.
Outros genes afetavam o uso de energia, o funcionamento do sistema nervoso e as defesas imunitárias, sustentando a sobrevivência em cenários urbanos mais densos e estressantes.
“Acreditamos que essas diferenças podem indicar como as cigarrinhas evoluíram para sobreviver em cidades quentes, poluídas e carregadas de pesticidas, o que pode estar a ajudá-las a espalhar-se e a criar novos problemas potenciais de controlo no futuro”, disse Meng.
Como a cigarrinha-lanterna-pintada se espalha
As áreas urbanas podem favorecer invasões de formas que vão além do transporte. Cidades ao redor do mundo partilham características semelhantes, como ilhas de calor, poluição, iluminação artificial e uso de químicos. Assim, adaptar-se a uma cidade pode deixar um organismo pronto para muitas outras.
“É interessante considerar que a nossa própria infraestrutura nas cidades pode estar a facilitar a invasão - não apenas porque humanos movem organismos pelo comércio, mas também porque a nossa presença pode levar um organismo a adaptar-se e permitir que se torne invasor”, disse Snead.
Mesmo depois de gargalos genéticos severos, as cigarrinhas mantiveram variação justamente em genes cruciais para a sobrevivência. A seleção natural preservou traços úteis, embora a diversidade global tenha caído. Essa adaptação direcionada ajuda a explicar por que elas avançam tão rapidamente em climas novos.
A gestão de invasões em áreas urbanas
A equipa defende que iniciativas de conservação passem a tratar as cidades como participantes ativos na biologia de invasões. Acompanhar massas de ovos em áreas urbanas, alternar estratégias de pesticidas e atualizar mapas de risco pode desacelerar a expansão futura.
“No nosso mundo cada vez mais urbanizado, deveríamos estudar espécies invasoras e urbanização como partes interligadas de um todo”, disse Kristin Winchell, professora de biologia da NYU e autora sênior do estudo.
“Esses dois aspetos importantes da mudança global são muitas vezes estudados separadamente, mas os seus efeitos podem somar-se de formas sinérgicas e surpreendentes, como estamos a ver aqui com a cigarrinha-lanterna-pintada.”
Compreender como as cidades orientam a evolução pode ser essencial para prever e gerir futuras invasões biológicas.
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