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Cientistas descrevem uma nova espécie que emergiu recentemente via hibridização

 

Apesar de eventos de especiação serem associados com longos períodos geológicos, certos mecanismos biológicos sob certas condições podem levar à emergência de uma nova espécie dentro de décadas, especialmente via hibridização (I). Em um estudo publicado no periódico Frontiers in Genetics (1), pesquisadores descreveram como uma nova espécie de planta (Cardamine insueta) na região dos Alpes Suíços recentemente emergiu e se estabeleceu após a vegetação ali presente ter se transformado de floresta para savana nos últimos 150 anos.  


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(I) Leitura recomendada: Nova espécie de ave surge em Galápagos, e os cientistas acompanharam o processo evolutivo


Um dos grandes obstáculos no estudo dos eventos de especiação, incluindo a descrição dos mecanismos moleculares e fatores adaptativos suportando esses processos, é o fato da maioria desses eventos terem ocorrido em um passado muito distante, impossibilitando investigações diretas. Mas uma oportunidade bem estabelecida de estudo de especiação praticamente ao vivo é a especiação alopoliploide contemporânea. Vários casos de especiação poliploide durante os últimos 150 anos têm sido documentados, por exemplo nos gêneros de plantas Tragopogon, Senecio, Mimulus, Spartina e Cardamine. Aliás, hibridizações e ploidismo são uma marca registrada entre as angiospermas, e talvez forneçam a prova mais inegável da evolução biológica, especialmente em termos de macro-evolução e de criação de nova informação genética (II).


(II) Leitura recomendada: Como nova informação genética é gerada durante o processo evolutivo?


Devido ao fato da especiação poliploide imediatamente conferir isolamento reprodutivo completo ou parcial, uma nova espécie poliploide precisa estabelecer-se e propagar-se enquanto cercada por indivíduos com diferentes graus de ploidismo. Para superar essa situação, duas condições são esperadas ser atendidas:


i. Primeiro, um nicho ambiental distinto para a espécie poliploide reduzir a competição com as espécies progenitoras.


ii. Segundo, propagação clonal vegetativa ou auto-fertilização para assegurar a persistência de novos poliploides nos estágios iniciais, isso porque anormalidade meiótica é comum em novas espécies poliploides formadas, especialmente aquelas com números ímpares de conjuntos cromossômicos, como triploides.


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No novo estudo, os pesquisadores resolveram investigar os fatores responsáveis pela especiação da espécie poliploide C. insueta, pertencente ao gênero Cardamine, e a qual foi primeiro descrita em 1972. Essa espécie é um triploide (2n = 3x = 24 cromossomos), formada pela hibridização de dois progenitores diploides: as espécies Cardamine amara (2n = 2x = 16 cromossomos) e Cardamine rivularis (2n = 2x = 16 cromossomos). Essa hibridização primeiro ocorreu há aproximadamente 100-150 anos no vale de Urnerboden, nos Alpes Suíços. 



Os dois progenitores diploides possuem hábitos ecológicos distintos. Enquanto o C. amara cresce ao longo de cursos d´água, o C. rivularis habita locais levemente úmidos, evitando solos permeáveis e de secagem rápida. Ao redor do final do século XIX até o início do século XX, o desmatamento e a conversão da área para o pasto induziu a hibridização das duas espécies diploides para produzir a espécie triploide C. insueta, a qual é abundante em campinas de feno adubadas. Estudos citogenéticos também sugerem que a C. insueta serviu como ponte triploide na formação do pentaploide e hexaploide Cardamine schulzii através da hibridização com o autotetraploide Cardamine pratensis em Urnerboden, representando eventos de especiação ainda mais recentes.



Através de um detalhado sequenciamento genômico e análise comparativa, os pesquisadores encontraram que a nova espécie herdou traços genéticos de adaptabilidade dos seus dois progenitores, permitindo sobrevivência no novo habitat de savana intermediário aos habitats dos progenitores. Primeiro, a C. insueta pode se propagar por clonagem via folha vivipária, ou seja, produz plantetas (ativação de meristemas ectópicos) sobre a superfície das folhas que podem crescer e se tornar novas plantas. A espécie herdou essa habilidade de reprodução assexuada vegetativa do C. rivularis. Como a C. insueta é sexualmente estéril, ela não seria capaz de sobreviver sem esse fenótipo.


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Além disso, a C. insueta herdou tolerância à submergência da C. amara, com os genes responsáveis por esse fenótipo ativos em ambas as espécies. Entre os genes relacionados ao estresse à água, estão particularmente aqueles associados à fermentação (metabolismo) e à resposta ao etileno. Isso sugere uma maior habilidade de aclimação à submergência através da ativação de um caminho metabólico alcoólico e alteração no caminho de sinalização hormonal prevenindo maiores danos de estresse oxidativo como resultado. Esse traço é importante para a planta se adaptar a mudanças no ambiente, quando o volume de fluxo de água aumenta, inundando áreas próximas, e também para aumentar a área do seu habitat ao máximo, em diferentes gradientes de água.


> (1) Publicação do estudo: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fgene.2020.567262/full

Cientistas descrevem uma nova espécie que emergiu recentemente via hibridização Cientistas descrevem uma nova espécie que emergiu recentemente via hibridização Reviewed by Saber Atualizado on outubro 09, 2020 Rating: 5

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