Gerber L, Papageorgiou D, Suderman M, Yousefi P, Bizzozzero MR, King SL, Marfurt SM, Peters KJ, Allen SJ, Connor RC, Rollins LA, Krützen M. · Philosophical transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological sciences · 2026

A culturally transmitted foraging technique in Indo-Pacific bottlenose dolphins can be predicted by DNA-methylation levels.

Resumo em português

Repertórios culturais podem influenciar o acesso a recursos e a aptidão entre espécies, impactando os nichos ambientais e redes sociais dos indivíduos. Esses comportamentos podem induzir mudanças potencialmente reversíveis na expressão gênica por meio de mecanismos epigenéticos como a metilação do DNA, capturando assim o comportamento cultural em nível molecular. Alguns golfinhos-nariz-de-garrafa-do-Índico (Tursiops aduncus) em Shark Bay, Austrália Ocidental, utilizam esponjas marinhas como ferramentas de forrageamento e apresentam diferenças na dieta, na socialidade e na sobrevivência em comparação com golfinhos que usam o mesmo habitat, mas não possuem o conhecimento do uso de ferramentas (“não-esponjeiros”). Investigamos a relação entre esse comportamento culturalmente transmitido e os padrões de metilação do DNA da pele em 29.812 sítios citosina-fosfato-guanina (CpG) do HorvathMammalMethylChip40. Modelos de aprendizado de máquina, baseados em diferenças na metilação do DNA em sítios CpG específicos, mostraram capacidade moderada para diferenciar esponjeiros (n = 23) de não-esponjeiros (n = 73; área sob a curva = 0,68). Testes de permutação indicaram que nosso principal modelo de aprendizado de máquina teve desempenho significativamente melhor que o aleatório na diferenciação entre esponjeiros e não-esponjeiros, sugerindo que os padrões de metilação do DNA contêm informações associadas ao comportamento de uso de esponja. Nosso estudo sobre a conexão entre epigenética e evolução cultural abre uma via promissora de pesquisa sobre as bases moleculares das práticas culturais, importantes para a biologia de humanos e outros animais. Este artigo faz parte da edição temática 'Epigenética ecológica na interseção do comportamento e variação na história de vida em animais não-modelo'.

Resumo original em inglês

Cultural repertoires can influence access to resources and fitness across species, impacting individuals' environmental niches and social networks. Such behaviours may induce potentially reversible changes in gene expression via epigenetic mechanisms like DNA methylation, thus capturing cultural behaviour on a molecular level. Some Indo-Pacific bottlenose dolphin (Tursiops aduncus) in Shark Bay, Western Australia, use marine sponges as foraging tools and exhibit differences in diet, sociality and survival compared to dolphins that use the same habitat but lack the tool-using know-how ('non-spongers'). We investigated the relationship between this culturally transmitted behaviour and skin DNA methylation patterns at 29 812 cytosine-phosphate-guanine (CpG) sites of the HorvathMammalMethylChip40. Machine learning models, based on differences in DNA methylation at specific CpG sites, showed moderate ability to discriminate between spongers (n = 23) and non-spongers (n = 73; area under the curve = 0.68). Permutation tests indicated that our main machine learning model performed significantly better than random at differentiating spongers from non-spongers, suggesting that DNA methylation patterns contain information associated with sponging behaviour. Our study on the nexus between epigenetics and cultural evolution opens a promising avenue of research on the molecular underpinnings of cultural practises, important to the biology of humans and other animals. This article is part of the theme issue 'Ecological epigenetics at the intersection of behaviour and life history variation in non-model animals'.

Espécies citadas

• Tursiops aduncus · golfinho-nariz-de-garrafa-do-Índico
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  Nomes populares variam entre regiões e uma mesma palavra pode designar espécies diferentes. Confira sempre o nome científico: Tursiops aduncus.