Num novo estudo publicado no New Phytologist , cientistas do Royal Botanic Gardens, Kew, juntamente com parceiros na América Latina, Ásia e Austrália, apresentam uma árvore genealógica atualizada de orquídeas, traçando as suas origens até ao hemisfério norte, há cerca de 85 milhões de anos. O estudo não apenas lança uma nova luz sobre sua história evolutiva complexa e fascinante, mas os autores do estudo esperam que suas descobertas ajudem a informar o planejamento futuro da conservação das orquídeas.

A família das orquídeas, Orchidaceae, é frequentemente elogiada pelos cientistas como uma das maiores maravilhas evolutivas do mundo vegetal. Estas plantas com flores não só são encontradas em todos os continentes, exceto na Antártida e em praticamente todos os habitats, incluindo o norte do Círculo Polar Ártico, mas também são incrivelmente diversas, com uma estimativa de 29.500 espécies – quase três vezes mais do que o número reconhecido de espécies de aves. globalmente.

É geralmente aceito que as orquídeas se originaram há cerca de 90 milhões de anos ou mais, mas anteriormente se pensava que elas surgiram no supercontinente Gondwana, onde hoje é a Austrália. No entanto, o novo estudo indica que o seu ancestral comum pode ter tido origem no hemisfério norte, no supercontinente Laurásia, antes de se espalhar pelo mundo.

Os cientistas do RBG Kew chegaram a esta conclusão depois de montar a orquídea mais densamente amostrada já produzida. Esta nova árvore genealógica inclui quase 40% de todos os gêneros de orquídeas aceitos e cerca de 7% da diversidade de espécies conhecidas.

Esta árvore foi reconstruída pela fusão de diferentes tipos de dados de sequências de DNA obtidos em toda a família das orquídeas. No centro da tarefa estavam os novos dados de captura de genes de 'alto rendimento' produzidos em RBG Kew como parte do projeto Plant and Fungal Tree of Life (PaFToL). A resolução da árvore foi ainda melhorada pela combinação dos resultados com sequências de DNA já publicadas de muitas espécies de orquídeas.

Estas sequências de “códigos de barras” de DNA refletem décadas de esforço para estabelecer relações familiares entre os vários ramos da árvore evolutiva das orquídeas. Juntamente com informações de distribuição geográfica, esta riqueza de dados produziu uma nova árvore da vida das orquídeas que também mostra como a diversidade de espécies de orquídeas está distribuída globalmente.

Natalia Przelomska, professora da Universidade de Portsmouth e pesquisadora associada da RBG Kew, diz: "Gerar dados de 'captura de genes' em laboratório a partir de uma variedade tão grande de espécies não teria sido possível sem a amplitude geográfica e histórica do coleções acessíveis para pesquisa no Herbário de RBG Kew."

"Tive o privilégio de extrair DNA de amostras de campo que vão daquelas recentemente coletadas por vários botânicos de campo envolvidos nesta pesquisa, remontando a botânicos como AC Maingay e EL Ekman, que estavam explorando os trópicos e neotrópicos do Velho Mundo no século XIX. e séculos XX."

As orquídeas são uma das famílias de plantas com flores mais ricas em espécies (rivalizadas apenas pela família das margaridas, Asteraceae), mas também uma das mais ameaçadas. Algumas das maiores ameaças às orquídeas hoje incluem o desmatamento, o comércio ilegal e as mudanças climáticas, que podem causar extinções ou reduções em sua distribuição e tamanho populacional.

Conforme relatado no relatório State of the World's Plants and Fungi 2023 da RBG Kew, estima-se que 45 por cento das plantas conhecidas no mundo estejam em risco de extinção, e este número é ainda maior dentro da família das orquídeas, com uma estimativa de 56 por cento das espécies sob ameaça.

Ter uma melhor compreensão dos ramos individuais da árvore genealógica das orquídeas e como todos eles se conectam ajudará os cientistas a descobrir e descrever a nova biodiversidade das orquídeas. Em particular, esperam conseguir isto nas partes do globo onde a perda de biodiversidade está, infelizmente, a acelerar.

De acordo com o novo relatório, uma forma de ajudar a conservar as orquídeas é compreender melhor os padrões de especiação – o processo evolutivo pelo qual as populações se desenvolvem em espécies distintas. Neste caso, pode revelar quais ecossistemas apresentam níveis de diversidade de orquídeas acima da média, bem como o maior potencial evolutivo para hospedar nova diversidade de orquídeas.

Oscar Pérez, Líder de Pesquisa - Monografia Integrada da RBG Kew, afirma: "Nosso estudo é o primeiro a revelar, em escala global, quais regiões ecológicas têm o maior potencial evolutivo de orquídeas e riqueza de espécies. Ou seja, regiões ecológicas que em escalas de tempo muito recentes (ou seja, nos últimos 2-3 milhões de anos) serviram como berço de especiação sem precedentes que resultou na acumulação de níveis notavelmente elevados de diversidade de espécies de orquídeas."

"Pensamos que essas áreas poderiam ter capacidade para abrigar ainda mais diversidade no futuro imediato, desde que as suas regiões ecológicas nativas sejam protegidas. Como tal, as informações que o nosso estudo fornece sobre especiação e padrões ricos em espécies podem informar as políticas sobre a priorização dos ecossistemas para sua conservação."

Infelizmente, as orquídeas estão sendo extintas a um ritmo alarmante quando comparadas com o tempo que levaram para se especiarem – cerca de 5 milhões de anos. Isto indica que podem não conseguir recuperar da extinção em escalas de tempo humanas, mesmo sem uma estimativa precisa do número de espécies de orquídeas extintas.

O professor Alexandre Antonelli, diretor de ciência da RBG Kew e autor sênior do estudo, afirma: "As orquídeas não são apenas joias extraordinárias da natureza, elas também guardam mistérios incalculáveis sobre a vida na Terra: como as espécies evoluem, se adaptam e se movendo. Protegendo seu futuro é fundamental para proteger as interações complexas que eles desempenham nos ecossistemas e garantir que essas histórias possam um dia ser reveladas pelos cientistas”.

Este novo estudo é apenas o primeiro passo no objetivo dos cientistas de elaborar uma árvore da vida das orquídeas completa, abrangendo todos os gêneros conhecidos. Os autores também pretendem estabelecer a família das orquídeas como a linhagem modelo preferida para compreender como a especiação e a extinção ocorreram em diferentes ecossistemas em todo o mundo. Além disso, isto ajudará a compreender como as alterações climáticas, a desflorestação e o comércio ilegal podem afetar a distribuição de tal diversidade de espécies num futuro próximo.