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Uma janela para a evolução das plantas: a jornada genética incomum das licófitas
Uma equipe internacional de pesquisadores descobriu um fenômeno genético notável nas licófitas, que são semelhantes às samambaias e estão entre as plantas terrestres mais antigas. O seu estudo, publicado recentemente na revista PNAS , revela...
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Instituto Boyce Thompson - 19/01/2024
Diphasiastrum complanatum, Schwäbisch-Fränkische Waldberge, Alemanha. Crédito: Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0
Uma equipe internacional de pesquisadores descobriu um fenômeno genético notável nas licófitas, que são semelhantes às samambaias e estão entre as plantas terrestres mais antigas. O seu estudo, publicado recentemente na revista PNAS , revela que estas plantas mantiveram uma estrutura genética consistente durante mais de 350 milhões de anos, um desvio significativo da norma em genética vegetal.
“O ritmo excepcionalmente lento da evolução genômica diferencia essas plantas”, disse o Dr. Fay-Wei Li, professor do Instituto Boyce Thompson e autor sênior do estudo. "Compreender por que essas plantas mudaram tão pouco pode revelar aspectos importantes da evolução e da genética das plantas."
As licófitas homosporosas, um grupo de plantas vasculares sem sementes, apresentam extraordinária estabilidade genômica. A equipa sequenciou os genomas de duas espécies, Huperzia asiatica e Diphasiastrum complanatum, que divergiram de um ancestral comum há cerca de 350 milhões de anos (aproximadamente quando os anfíbios começaram a rastejar para terra).
Surpreendentemente, descobriu-se que cerca de 30% dos seus genes permaneceram no mesmo arranjo desde a sua divergência, exibindo um padrão evolutivo incomum conhecido como sintenia.
“Este estudo abre uma janela para o passado, mostrando-nos quão notavelmente estável tem sido a composição genética destas plantas”, disse o Dr. Li Wang, coautor do estudo. “É como encontrar um fóssil vivo no nível genético”.
Os cientistas também observaram uma retenção notável de cópias duplicadas de genes após eventos de duplicação de todo o genoma, o que é incomum. “Embora alguns genes duplicados possam desenvolver novas funções, a grande maioria é perdida de forma relativamente rápida através de um processo conhecido como diploidização”, explica o Dr. David Wickell, pesquisador de pós-doutorado e coprimeiro autor do estudo.
"Embora ainda não esteja claro exatamente o que está por trás dessa diferença, acreditamos que estudos mais aprofundados de plantas homosporosas têm o potencial de fornecer novos insights sobre a genética e a evolução das plantas em todas as plantas terrestres. Também ressalta a importância de preservar a biodiversidade, já que essas plantas incríveis contêm pistas vitais para a história da vida na Terra."
No entanto, os investigadores descobriram que estas licófitas homosporosas frequentemente retinham ambos os conjuntos de genes com relativamente poucas alterações, mesmo após centenas de milhões de anos de evolução.
“O fato de as licófitas homosporosas terem retido tantos genes duplicados e tanta sintenia é fascinante, um pouco surpreendente, e não se enquadra necessariamente nas nossas ideias tradicionais de como os genomas se reorganizam após uma duplicação em grande escala”, observa Wickell.
"Embora ainda não esteja claro exatamente o que está por trás dessa diferença, acreditamos que estudos mais aprofundados de plantas homosporosas têm o potencial de fornecer novos insights sobre a genética e a evolução das plantas em todas as plantas terrestres. Também ressalta a importância de preservar a biodiversidade, já que essas plantas incríveis contêm pistas vitais para a história da vida na Terra."
Mais informações: Cheng Li et al, Preservação extraordinária da colinearidade genética ao longo de trezentos milhões de anos revelada em licófitas homosporosas, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI: 10.1073/pnas.2312607121
Informações do jornal: Proceedings of the National Academy of Sciences
