AMBORELLA, UM REGISTRO DA EVOLUÇÃO DAS PLANTAS COM FLORES

O único sobrevivente da linha mais antiga de plantas com flores, Amborella é a última testemunha do grande sucesso biológico, estas plantas têm milhões de anos. O seqüenciamento de seu genoma, que acaba de ser publicado na revista Science, e pode ajudar a compreender melhor a evolução destas plantas, o que levou a uma incrível diversidade de mais de 300 mil espécies identificadas hoje.

Amborella

Amborella

Os pesquisadores traçaram a história evolutiva da Amborella, mostrando mecanismos evolutivos altamente originais neste arbusto no DNA mitocondrial e agora contém todo o genoma de outras espécies. Especialmente na Nova Caledônia, onde a planta é endêmica, eles destacam a existência de duas áreas de refúgio da era do gelo, sem o qual a planta não estaria aqui hoje para dar testemunho do passado.

Uma janela aberta em um ancestral comum

Por que plantas com flores de repente proliferam na Terra milhões de anos atrás? Para levantar parte do véu sobre este enigma, os pesquisadores do “Amborella Genome Project“, coordenado pela Penn State University, nos Estados Unidos e que reúne pesquisadores de dez países, com foco neste arbusto da Nova Caledônia. Na verdade, ele é o último vestígio da linha mais antiga de plantas com flores. Isso o torna uma espécie de testemunha de tempos antigos. O seqüenciamento de seu genoma ajudou os pesquisadores reconstruir a do ancestral comum de todas as plantas com flores, mostrando que este último viu seu genoma duplicar a aproximadamente 200 milhões de anos atrás. Em outras palavras, o seu DNA foi “repetido”, o que quer dizer que foi completamente re-copiado mais de 14.000 genes de codificação. Este mecanismo molecular, chamado “duplicação”, é um dos motores de evolução . Entre esses 14 mil genes que codificam, muitos evoluído ao longo do tempo geológico, para fornecer as plantas com flores com novas funções, como a capacidade de sementes para armazenar reservas de nutrientes. Este trabalho mostra que a duplicação do genoma de seu ancestral comum, então, ajudou plantas com flores para alcançar a incrível diversidade dos mais de 300 mil espécies observadas hoje.

O registro evolucionário salvo

Em paralelo, os pesquisadores do IRD analisaram a variabilidade genética em populações de Amborella na Nova Caledônia para reconstituir a sua história evolutiva em seu habitat natural. Os genomas de cada população Amborella mostram que seu ancestral comum remonta pelo menos 2 milhões de anos. Os pesquisadores também observaram que as populações diminuíram drasticamente aproximadamente 320.000 anos atrás. Uma série de outras reduções mais ou menos importantes então ocorreu. A questão é: por que as populações Amborella declínio? A questão permanece em aberto.

Ao longo de sua evolução, a diversidade genética de Amborella foi estruturada em quatro grupos geograficamente distintos na Grande Terre, a ocupar um amplo nicho ecológico. Os pesquisadores descobriram a existência de duas cadeias de montanhas que serviram de refúgios durante as últimas eras glaciais (~ 21 mil anos atrás) e da qual Amborella colonizou novos territórios. Sem esses dois refúgios da idade do gelo não teriam sobrevivido até os dias de hoje, como tantas espécies da Nova Caledônia, e não teria sido capaz de ajudar os pesquisadores a explorar o passado de plantas com flores.

Vários genomas em um

Outra grande descoberta, também publicado na revista Science: os pesquisadores do IRD contribuíram para encontrar na Amborella um mecanismo de transferência altamente original de outras espécies de plantas com os chamados genomas mitocondriais. O DNA mitocondrial ou é distinto do DNA contido no núcleo da célula. Este DNA ajuda especial a traçar a linha materna nas árvores filogenéticas de espécies. Portanto, os geneticistas populacionais, muitas vezes o estudam. Os pesquisadores sequenciaram o de Amborella, mostrando que integrou o DNA de seis outras espécies, incluindo outras plantas com flores que apareceram após o arbusto da Nova Caledônia. Essas transferências “horizontais”, também chamadas de espécies-a-espécie sem passar através da reprodução sexual, já havia sido encontrado para genes individuais, isolados. Mas esta foi a primeira vez que os pesquisadores observaram esse mecanismo à escala de todo genoma mitocondrial! Neste mesmo estudo, os pesquisadores propuseram um modelo para explicar esse fenômeno singular, que ainda não é bem compreendido.

Saiba mais sobre a evolução e sequenciamento do genoma desta planta em A ORIGEM DAS FLORES: DNA DE PLANTA FORNECE INSIGHTS SOBRE ORIGEM E EVOLUÇÃO DE ANGIOSPERMAS.

Fonte: Science Daily

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