Cerca de 100 milhões de anos atrás, um grupo de tartarugas terrestres foi para os oceanos, eventualmente evoluindo para as tartarugas marinhas que conhecemos hoje. No entanto, as bases genéticas que lhes permitiram prosperar nos oceanos em todo o mundo permaneceram amplamente desconhecidas.

Em pesquisa publicada recentemente no Proceedings of the National Academy of Sciences , uma equipe internacional de 48 pesquisadores liderada pela Universidade de Massachusetts Amherst, em colaboração com o Instituto Leibniz para Pesquisa de Zoológicos e Vida Selvagem e o Projeto Genoma de Vertebrados , revelou uma genética incrivelmente detalhada mapa de duas espécies - tartarugas verdes e tartarugas de couro - repleto de surpresas que podem ser a chave para sua sobrevivência em um mundo em rápida mudança.

O genoma de uma única espécie contém o conjunto genético de instruções usado para construir essa espécie, e sequenciar o genoma de qualquer espécie é uma quantidade enorme de trabalho. Isso é semelhante a traduzir uma biblioteca inteira para um idioma que os cientistas possam ler, e só foi possível nas últimas décadas. Para tartarugas marinhas verdes , um genoma "rascunho", incluindo aproximadamente 100.000 peças de informação genética, está disponível desde 2013.

"Mas", diz Blair Bentley, pesquisador de pós-doutorado em conservação ambiental na UMass Amherst e principal autor da nova pesquisa, "essas informações genéticas não foram mapeadas com precisão. Era como se você entrasse em uma biblioteca e encontrasse 100.000 páginas caídas no chão."

Para catalogar com mais precisão os genomas das tartarugas, a equipe internacional recorreu a novas tecnologias, incluindo o sequenciamento de leitura longa – uma técnica recentemente nomeada Método do Ano de 2022 pela revista Nature . Isso tornou possível sequenciar genomas de praticamente qualquer espécie viva e fazê-lo com muito mais precisão do que era possível anteriormente.

O sequenciamento dos genomas das tartarugas foi realizado tanto na Rockefeller University, no Vertebrate Genome Laboratory (VGL), liderado por Erich Jarvis, que preside o VGP, e Olivier Fedrigo, que é diretor do VGL, quanto no Max Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics, de Eugene Myers – todos coautores do novo estudo. "Esses avanços nos permitiram fazer o equivalente a arquivar tudo de acordo com o Sistema Decimal Dewey para que pudéssemos começar a entender como tudo se encaixa", diz Bentley.

Depois que Bentley e seus coautores organizaram e anotaram corretamente os dados genéticos , eles começaram a encontrar surpresas. A primeira é que, embora as verduras e as tartarugas-de-couro tenham divergido de um ancestral comum há cerca de 60 milhões de anos, seus genomas são notavelmente semelhantes.

Parecidos, mas não iguais. "São essas diferenças que os tornam únicos", diz Lisa Komoroske, professora de conservação ambiental da UMass e uma das duas autoras seniores do artigo. E são essas diferenças que podem ser a chave para a sobrevivência a longo prazo de cada espécie, especialmente considerando que as populações de greens e de couros sofreram declínios vertiginosos devido à atividade humana.

Acontece que as tartarugas verdes desenvolveram mais genes dedicados à imunidade, sugerindo um sistema imunológico mais bem preparado para novos patógenos; bem como mais receptores olfativos - eles têm melhores sentidos de olfato. O genoma do couro também mostra que eles diminuem a diversidade genética e historicamente tiveram níveis populacionais mais baixos.

"Isso é uma bênção e uma maldição", diz Komoroske, "porque significa que, embora as tartarugas-de-couro sejam uma espécie resiliente, não há muita diversidade genética para que evoluam para enfrentar os desafios de seu ambiente em rápida mudança". Informações como essas ajudarão os biólogos conservacionistas a tomar decisões mais informadas sobre a melhor forma de proteger esses animais à medida que enfrentam os desafios de adaptação ao nosso planeta em rápida mudança.

Além disso, quanto mais tempo Bentley e Komoroske passavam nos genomas das tartarugas, mais ficava claro que grande parte da diferença genética entre as duas espécies não se encontrava nos macrocromossomos, mas no que antes era considerado "lixo genético". ": microcromossomos, ou pequenos pedaços genéticos que parecem não existir em mamíferos, mas são característicos de genomas de aves e répteis.

“Encontramos a maioria das divergências entre o verde e o couro nesses microcromossomos”, diz Camila Mazzoni, pesquisadora do Instituto Leibniz de Pesquisa Zoológica e da Vida Selvagem e outra autora sênior do estudo, “e nosso trabalho alimenta a crescente bolsa de estudos sobre a importância dos microcromossomos na evolução dos vertebrados."