Desde que a primeira ave evoluiu há mais de 150 milhões de anos, seus descendentes se adaptaram a uma vasta gama de nichos ecológicos, dando origem a pequenos colibris flutuantes, pelicanos mergulhadores e vistosas aves-do-paraíso. Hoje, mais de 10.000 espécies de pássaros vivem no planeta – e agora os cientistas estão a caminho de capturar um retrato genético completo dessa diversidade.
por Smithsonian publicado no Phys.
Crédito: Chip Clark, Smithsonian
Na edição de 11 de novembro da revista Nature , cientistas do Smithsonian Institution, da University of Copenhagen, BGI-Shenzen, da University of California, Santa Cruz e de aproximadamente 100 outras instituições relatam os genomas de 363 espécies de pássaros , incluindo 267 que foram sequenciados pela primeira vez.
As espécies estudadas – desde pássaros amplamente difundidos e economicamente importantes, como a galinha, ao menos conhecido Henderson crake, que vive apenas em uma pequena ilha no Oceano Pacífico – representam mais de 92% das famílias de aves do mundo. Os dados do estudo irão avançar nas pesquisas sobre a evolução das aves e auxiliar na conservação de espécies de aves ameaçadas. Juntos, os dados constituem um rico recurso genômico que agora está disponível gratuitamente para a comunidade científica.
O lançamento dos novos genomas é um marco importante para o Projeto Bird 10.000 Genomes (B10K), uma colaboração internacional organizada por pesquisadores do Museu Nacional de História Natural do Smithsonian, do Instituto de Zoologia Kunming, do Instituto de Zoologia de Pequim, da Universidade de Copenhagen, The Rockefeller University, BGI-Shenzen, Curtin University (Perth), o Howard Hughes Medical Institute, Imperial College London e o Museu de História Natural da Dinamarca, que visa sequenciar e compartilhar o genoma de todas as espécies de aves no planeta.
“B10K é provavelmente o projeto mais importante já conduzido no estudo de pássaros”, disse Gary Graves, curador de pássaros do Museu Nacional de História Natural e um dos sete organizadores do B10K. “Não estamos apenas esperando aprender sobre as relações filogenéticas entre os principais ramos da árvore da vida dos pássaros, mas estamos fornecendo uma enorme quantidade de dados comparativos para o estudo da evolução dos vertebrados e da própria vida.”
A comparação de genomas entre famílias de pássaros permitirá que pesquisadores do B10K e outros explorem como características particulares evoluíram em pássaros diferentes, bem como compreender melhor a evolução em nível molecular. Em última análise, os pesquisadores do B10K pretendem construir uma árvore da vida aviária abrangente que mapeie as relações genéticas entre todas as aves modernas. Esse conhecimento não apenas revelará o passado evolutivo das aves, mas também será vital para orientar os esforços de conservação no futuro.
Mais de 150 ornitólogos, biólogos moleculares e cientistas da computação se reuniram para obter espécimes e analisar mais de 17 trilhões de pares de bases de DNA para a fase de nível familiar do projeto B10K. O sequenciamento e a análise começaram em 2011, mas os dados representam várias décadas de trabalho por coletores de campo e equipes de gerenciamento de coleções que coletaram e preservaram pássaros de todos os continentes, disse Graves.
Aproximadamente 40% dos genomas de aves recentemente sequenciados foram obtidos usando amostras de tecido preservadas na coleção de recursos genéticos aviários do Museu Nacional de História Natural, que Graves começou em 1986 e desde então se tornou parte do biorrepositório Global Genome Initiative do Smithsonian. Também contribuíram para o projeto Michael Braun, zoólogo pesquisador do Museu Nacional de História Natural; Rebecca Dikow, que lidera o Smithsonian Data Science Lab; e pesquisadores do Instituto Nacional de Biologia Zoológico e Conservação do Smithsonian e do Instituto de Pesquisa Tropical Smithsonian no Panamá.
“Pode parecer que ter um genoma para cada família ou espécie de ave é um pouco como a coleta de selos, mas este enorme esforço cooperativo nos deu um conjunto de recursos genômicos muito importantes para a conservação”, disse Rob Fleischer, um dos autores e chefe do Centro de Genômica da Conservação do Smithsonian Conservation Biology Institute.
“Por exemplo, ele fornece uma fonte pronta de marcadores genéticos úteis para mapear declínios populacionais, identificar parentes e reduzir a endogamia ao gerenciar populações de resgate de espécies ameaçadas de extinção. Ter os genomas simplifica a busca por genes responsáveis por características importantes de sobrevivência, como resistência a animais mortais introduzidos doenças. “
“Ao longo de 34 anos de trabalho de campo e dezenas de expedições, fomos capazes de obter o estoque de DNA de alta qualidade que realmente torna este projeto possível”, disse Graves. “Muitos desses recursos foram armazenados muito antes do desenvolvimento da tecnologia de sequenciamento de DNA, preservados para análises futuras que seus colecionadores não poderiam ter imaginado na época. É uma das muitas razões pelas quais coleções de museus de história natural e programas de pesquisa baseados em museus são tão importantes ! “
Com 363 genomas completos, o B10K está expandindo seus esforços para abranger o próximo nível de classificação aviária. Nesta fase, a equipe sequenciará milhares de genomas adicionais, com o objetivo de representar cada um dos aproximadamente 2.300 gêneros de aves.
