Maior organismo vivo conhecido é encontrado na Austrália

Até o momento, os dois maiores organismos vivos conhecidos (espécimes únicos) eram um árvore da espécie Populus tremuloides localizada na região central de Utah, EUA, se espalhando por uma área de 43 hectares e somando uma massa total ultrapassando as 6000 toneladas, e um fungo do gênero Armillaria localizado em Oregon, EUA, ocupando uma área de aproximadamente 1000 hectares (1). Agora, em um estudo publicado no periódico Proceedings of the Royal Society B (Ref.1), pesquisadores descreveram o que parece ser a maior planta e o maior organismo vivo conhecido no mundo - uma antiga e incrivelmente resiliente erva-marinha se espalhando por uma extensão de >180 km e estimada de ter pelo menos 4500 anos de idade. A monstruosa erva-marinha, da espécie Posidonia australis, teve origem de um único espécime híbrido poliploide e hoje controla boa parte da Baía de Shark, na Austrália.

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(1) Leitura recomendada: Pando e Humongous Fungus: os dois maiores organismos vivos da Terra

Durante mutações cromossômicas, às vezes uma cópia extra de alguma região do DNA contendo um gene é duplicada (2). Essas duplicações podem surgir principalmente como produto de vários tipos de erros na replicação do DNA e no maquinário genético de reparação (3). Um exemplo de duplicação genômica é a poliploidização, um processo evolucionário onde dois ou mais genomas são unidos pelo mesmo núcleo - geralmente durante hibridizações entre espécies seguido de duplicações cromossômicas. Duplicação de genoma inteiro através de poliploidia é um mecanismo responsável por promover significativa diversificação através da história evolucionária das plantas, e análises filogenômicas sugerem que todas as angiospermas (plantas com flores) passaram por pelo menos um evento de poliploidização.

Para mais informações:

O processo de poliploidia pode criar poderosos organismos ao conferir um rápido aumento na diversidade genética que pode facilitar uma vantagem adaptativa em relação a progenitores diploides, especialmente sob condições ambientais estressantes. De fato, eventos passados de poliploidia parecem estar associados com períodos de significativas mudanças no clima global, incluindo desglaciação de ambientes terrestres desde o Último Máximo Glacial, e poliploides terrestres são mais frequentes em altas latitudes e ambientes extremos. Nesse sentido, o fenômeno da poliploidia está associado com sucesso evolucionário em termos de garantir maior adaptabilidade a novos nichos ambientais.

Angiospermas-marinhas (também conhecidas como ervas-marinhas) são um grupo polifilético que evoluiu pelo menos três vezes a partir de plantas terrestres que "retornaram ao mar", no início do Cretáceo, há cerca de ~85 milhões de anos. Essas plantas marinhas hoje habitam regiões costeiras e estuários em todo o globo, com exceção da Antártica, e se reproduzem sexualmente através da produção de flores e de sementes, e por clones através de crescimento vegetativo via extensão horizontal do rizoma (um tipo de caule que cresce horizontalmente).

As ervas-marinhas recolonizaram a plataforma continental Australiana com o aumento dos níveis dos mares seguindo o Último Máximo Glacial, e isso incluiu transgressão marinha na Baía de Shark, no Oeste da Austrália. Variações no número de cromossomos entre populações e outras evidências genéticas têm sugerido que o fenômeno de ploidia marcou a evolução das ervas-marinhas nessa parte do território Australiano, em especial a espécie Posidonia australis.

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No novo estudo, liderado pela bióloga evolucionária Dra. Elizabet Sinclair, da Escola de Ciências Biológicas e do Instituto de Oceanos da Universidade Western Australia, pesquisadores investigaram a diversidade genética de populações da espécie P. australis ao longo do gradiente ambiental dentro da Baía de Shark, uma área de águas quentes e cristalinas classificada como Patrimônio Mundial. Um total de 144 amostras de 10 populações foram coletadas de variáveis localidades, associadas a um ecossistema marinho dominado por ervas-marinhas das espécies P. australis e Amplhibolis antarctica.

Para a surpresa dos pesquisadores, os resultados das análises de DNA mostraram que todas as amostras coletadas pertenciam a um único indivíduo, ou seja, um único espécime de P. australis se expandindo através de crescimento vegetativo por 180 km e cobrindo uma área estimada de 200 quilômetros quadrados (algo equivalente à área da capital dos EUA, Washington, D.C.)! O espécime era poliploide, com um total de 40 cromossomos ao invés dos típicos 20 cromossomos encontrados em outros indivíduos da espécie. Porém, o tamanho genômico do espécime mostrou ser inferior ao dobro (1,7x) daquele de indivíduos diploides, indicando uma significativa perda de genes duplicados.

Nesse cenário, os pesquisadores sugeriram que o poliploide "monstro" foi resultado da hibridização entre o P. australis e uma outra espécie do gênero Posidonia, seguindo então um processo de duplicação genômica. Um evento auto-poliploide (duplicação genômica do próprio conjunto cromossômico da 'semente original') é também possível, porém não corrobora plausivelmente o alto nível de diversidade genômica observado no espécime poliploide.

Apesar de serem frequentemente estéreis, clones de erva-marinhas individuais (cada um com 100% do genoma do 'progenitor') podem persistir quase indefinitivamente caso não sejam perturbados, à medida que dependem de expansão horizontal do rizoma, ao invés de reprodução sexual. O mesmo ocorreu com o novo espécime poliploide descrito, para o qual os pesquisadores calcularam um crescimento vegetativo de 0,15-0,35 metros/ano. Com base nessa taxa de crescimento, eles estimaram que a idade do "monstro" pode alcançar 4500 anos.

Na Baía de Shark, temperaturas anuais médias possuem um valor de 17-26°C, mas podendo exceder 30°C no verão. Além disso, as águas são hipersalinas, são expostas a níveis saturados de luz solar, e os níveis de fósforo são limitados. Os pesquisadores sugeriram que o evento de poliploidia - e os genes extras resultantes - conferiu vantagens adaptativas à "erva-marinha monstro" sobre outros indivíduos diploides na região, levando ao amplo crescimento descontrolado do espécime poliploide em um ambiente marcado por fatores de alto estresse. A expansão inicial do espécime poliploide também parece coincidir com significativos eventos de mudanças climáticas e oceânicas na região durante o Holoceno, os quais podem ter imposto forte pressão seletiva no antigo ecossistema local.

REFERÊNCIAS