Mundo

Pesquisadores propaµem conceito evolutivo expandido
A variabilidade da informaa§a£o genanãtica dentro de uma espanãcie éuma base central para a expressão de diferentes caracteri­sticas individuais de seus organismos individuais.
Por Kiel University - 01/10/2021


Muitos organismos marinhos, por exemplo, as ervas marinhas do mar Ba¡ltico, reproduzem-se formando clones. Sua informação genanãtica consiste em um mosaico de genes originais e recanãm-adquiridos. Crédito: Dr. Jan Dierking, GEOMAR

Um novo trabalho do Kiel Evolution Center sugere que as variações do gene soma¡tico desempenham um papel maior nos mecanismos de adaptação evolutiva do que se pensava anteriormente.

A variabilidade da informação genanãtica dentro de uma espanãcie éuma base central para a expressão de diferentes caracteri­sticas individuais de seus organismos individuais. Ele determina o fena³tipo, por exemplo, como a forma externa ou a resistência a  doença se desenvolve individualmente. Ao mesmo tempo, a variabilidade genanãtica dentro de uma população permite a adaptação evolutiva de uma espanãcie, por exemplo, em ambientes muta¡veis. Durante a reprodução sexual, a maior parte da variabilidade genanãtica emerge por meio de uma nova composição de informações genanãticas, um processo denominado recombinação. Aqui, os genes dos indivíduos feminino e masculino são divididos e recombinados na prole resultante. Este mecanismo garante um número quase infinito de possibilidades de combinação na prole.

No entanto, essa explicação da adaptabilidade das espanãcies atinge seu limite no caso de organismos que se reproduzem assexuadamente por um longo período de tempo, ou seja, na ausaªncia de recombinação. Numerosos organismos evolutivamente antigos em habitats marinhos que estãoperfeitamente adaptados ao seu ambiente, como corais ou ervas marinhas, tem que variar sua informação genanãtica de outras maneiras porque se reproduzem formando inicialmente clones geneticamente idaªnticos. Eles alcana§am variabilidade genanãtica principalmente por meio das chamadas mutações soma¡ticas, isto anã,mudanças genanãticas esponta¢neas no tecido corporal fora da linhagem germinativa - na reprodução sexual, a última se refere ao desenvolvimento de células de um a³vulo fertilizado a um organismo completo. Na teoria atual, no entanto, a variabilidade genanãtica soma¡tica ainda éfrequentemente considerada como um beco sem saa­da da evolução, porque asmudanças nos genes somáticos em alguns organismos não podem ser transmitidas a s gerações subsequentes. Em organismos mais complexos, como os humanos, essas alterações genanãticas frequentemente causam processos de envelhecimento ou doena§as, por exemplo, a formação de tumores. Pesquisadores do Kiel Evolution Center (KEC) e do Grupo de Treinamento em Pesquisa (RTG) Translational Evolutionary Research (TransEvo) da Universidade de Kiel agora estãopropondo um conceito expandido de variabilidade genanãtica que contradiz esta visão e se concentra mais fortemente do que antes nas mutações soma¡ticas.
 
"No processo,mudanças genanãticas benanãficas não são podem ser transmitidas assexuadamente aos descendentes clonais, mas também entrar na linha germinativa de plantas e invertebrados simples, como corais", explica Thorsten Reusch, professor de ecologia marinha do GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel e membro do KEC e RTG TransEvo. Em um artigo de perspectiva publicado recentemente na revista Trends in Ecology & Evolution, ele ressalta, em conjunto com colegas dos Estados Unidos e da Gra£-Bretanha, que para um entendimento mais preciso da variabilidade genanãtica e seus efeitos na evolução,mudanças no genoma das células soma¡ticas devem ser consideradas. Isso também tem implicações para a definição do indiva­duo: se descendentes de um mesmo clone diferem geneticamente uns dos outros, eles também podem atingir todas as caracteri­sticas de individualidade biológica. Isso inclui, por exemplo, independaªncia metaba³lica, exclusividade genanãtica e herdabilidade de suas caracterí­sticas.

Mosaicos genanãticos permitem adaptações evolutivas

Com base em extensas análises do genoma em pesquisas anteriores, a equipe de pesquisa analisou a influaªncia das variações genanãticas soma¡ticas no curso da seleção natural. Favorece certas variações genanãticas vantajosas e as caracteri­sticas caracteri­sticas resultantes de um organismo, que são necessa¡rias para sua adaptabilidade e podem prevalecer ao longo das gerações. No sentido da teoria atual da evolução, isso garante a sobrevivaªncia dos organismos mais bem adaptados ao seu ambiente. Muitos organismos marinhos, por exemplo organismos muito diferentes, como corais ou ervas marinhas, mas também fungos terrestres, reproduzem-se formando clones. No processo, eles também mostram frequentemente diferentes fases da vida, com formas e estilos de vida muito diferentes. Essas etapas ou ma³dulos surgem, por exemplo, atravanãs do brotamento ou separação do organismo original e ocorrem independentemente da reprodução sexuada. Uma descoberta importante agora foi que a deriva genanãtica também ocorre dentro de organismos multicelulares. Isso éo que os pesquisadores chamam de mudança aleata³ria na frequência de certas variantes do gene. Como nos organismos clonais apenas algumas células soma¡ticas da£o origem a uma nova descendaªncia, cria-se o chamado gargalo evolutivo que, subsequentemente, leva rapidamente a diferenças genanãticas entre os descendentes que se acumulam com o tempo. A seleção natural então garante que os indivíduos com variações genanãticas vantajosas possam prevalecer e se adaptar a smudanças nas condições ambientais, apesar da reprodução clonal. Isso épossí­vel porque o Isso éo que os pesquisadores chamam de mudança aleata³ria na frequência de certas variantes do gene. Como em organismos clonais apenas algumas células soma¡ticas da£o origem a uma nova descendaªncia, écriado um chamado gargalo evolutivo, que subsequentemente leva rapidamente a diferenças genanãticas entre os descendentes que se acumulam com o tempo. A seleção natural então garante que os indivíduos com variações genanãticas vantajosas possam prevalecer e se adaptar a smudanças nas condições ambientais, apesar da reprodução clonal. Isso épossí­vel porque o Isso éo que os pesquisadores chamam de mudança aleata³ria na frequência de certas variantes do gene. Como nos organismos clonais apenas algumas células soma¡ticas da£o origem a uma nova descendaªncia, cria-se o chamado gargalo evolutivo que, subsequentemente, leva rapidamente a diferenças genanãticas entre os descendentes que se acumulam com o tempo. A seleção natural então garante que os indivíduos com variações genanãticas vantajosas possam prevalecer e se adaptar a smudanças nas condições ambientais, apesar da reprodução clonal. Isso épossí­vel porque o A seleção natural então garante que os indivíduos com variações genanãticas vantajosas possam prevalecer e se adaptar a smudanças nas condições ambientais, apesar da reprodução clonal. Isso épossí­vel porque o A seleção natural então garante que os indivíduos com variações genanãticas vantajosas possam prevalecer e se adaptar a smudanças nas condições ambientais, apesar da reprodução clonal. Isso épossí­vel porque oa informação genanãtica de organismos modulares consiste, figurativamente falando, em um mosaico de genes originais e recanãm-adquiridos. "Além disso, as alterações genanãticas soma¡ticas encontrara£o seu caminho no ciclo reprodutivo sexual e, portanto, também influenciara£o a diversidade genanãtica em muitos organismos não clonais. Assim, as espanãcies modulares, como ervas marinhas ou corais, tem, juntas, vias evolutivas mais extensas do que muitas vezes se supaµe atéagora ", disse Reusch.

Mudança de paradigma na teoria da evolução

Como este conceito expandido écada vez mais confirmado por dados gena´micos, Reusch e seus colegas propaµem uma mudança de paradigma na teoria evolutiva que reconhece o efeito da seleção em espanãcies modulares em vários na­veis. "A reprodução sexual e sua influaªncia na genanãtica populacional estãono cerne da teoria evoluciona¡ria sintanãtica. No entanto, considera¡-la como a única base para a origem da variabilidade genanãtica não faz justia§a a grande parte da vida multicelular na Terra", enfatiza Reusch. . “A evolução soma¡tica estãoembutida na reprodução sexuada e precisa ser melhor integrada na teoria da genanãtica populacional para um grande número de espanãcies clonais, incluindo plantas, fungos e animais ba¡sicos”, conclui.

Em pesquisas experimentais futuras, os cientistas de Kiel querem agora explorar, entre outras coisas, os possa­veis efeitos da variabilidade genanãtica soma¡tica na aptida£o de diferentes organismos e determinar como os respectivos processos de seleção ocorrem em detalhes no processo. O novo trabalho de perspectiva do KEC mostra, portanto, como a pesquisa ba¡sica, o trabalho conceitual e a tradução em aplicação podem enriquecer mutuamente de maneira ideal. No geral, os pesquisadores de Kiel desejam expandir a compreensão tea³rica e conceitual da evolução como um todo, além da transferaªncia de conceitos evolutivos para a aplicação.

 

.
.

Leia mais a seguir