A análise de um dos maiores conjuntos de dados genômicos de plantas revela como elas colonizaram a terra milhões de anos atrás.
Por Universidade de Bristol com informações de Science Daily
Cientistas analisando um dos maiores conjuntos de dados genômicos de plantas descobriram como as primeiras plantas na Terra evoluíram os mecanismos usados para controlar a água e ‘respirar’ em terra centenas de milhões de anos atrás. O estudo da Universidade de Bristol e da Universidade de Essex, publicado na New Phytologist , tem implicações importantes na compreensão de como os sistemas de transporte de água das plantas evoluíram e como eles podem se adaptar no futuro em resposta às mudanças climáticas.
Nos últimos 500 milhões de anos, a evolução das plantas terrestres sustentou a diversidade da vida em um planeta cada vez mais verde. Ao longo de sua evolução, as plantas adquiriram adaptações como folhas e raízes, permitindo-lhes controlar a água e colonizar a terra. Algumas dessas ‘ferramentas’ evoluíram nas primeiras plantas terrestres e hoje são encontradas tanto em minúsculos musgos quanto em árvores gigantes que formam complexos ecossistemas florestais.
Pesquisadores da Escola de Ciências da Vida de Essex e das Escolas de Ciências Biológicas e Ciências Geográficas de Bristol compararam pela primeira vez os genes de 532 espécies de plantas para investigar o papel de genes novos e antigos na gênese dessas adaptações. Destes, a equipe se concentrou em 218 genes que eram genes relacionados a grandes inovações na evolução das plantas terrestres, como raízes e tecidos vasculares.
Eles descobriram que algumas características iniciais essenciais para as plantas terrestres, como os estômatos (poros que as plantas usam para “respirar”), estão relacionadas à origem de novos genes. Em contraste, inovações posteriores (por exemplo, raízes, o sistema vascular) reciclam genes antigos que surgiram nos ancestrais das plantas terrestres e mostraram que diferentes partes da anatomia das plantas (estômatos, tecido vascular, raízes) envolvidas no transporte de água estavam ligadas a diferentes métodos de evolução genética.
Jordi Paps, coautor principal e professor sênior da Escola de Ciências Biológicas de Bristol, explicou: “Nossas análises lançam nova luz sobre a base genética do esverdeamento do planeta, destacando os diferentes métodos de evolução genética na diversificação do reino vegetal. Historicamente, não está claro se as inovações evolutivas são impulsionadas pelo surgimento de novos genes ou pelo reaproveitamento de antigos. Nossas descobertas nos dizem como as plantas evoluíram em momentos distintos de sua história e como diferentes modos de evolução, a origem de novos genes e a reciclagem dos mais antigos, contribuíram para o surgimento de grandes inovações fundamentais para o esverdeamento do planeta.
Ulrike Bechtold, coautora principal e professora sênior da Escola de Ciências da Vida de Essex, explica que este estudo “fornece insights sobre as mudanças mecanicistas que sustentam a absorção e o transporte de água, que são importantes para a saúde e a produtividade das plantas, função de genes antigos, reaproveitados e novos no laboratório, com o objetivo de selecionar genes que reduzam o uso de água e melhorem a resiliência à seca em plantas cultivadas”
Alexander Bowles, da Escola de Ciências Geográficas de Bristol, um dos coautores do estudo, acrescentou: “Além de nos ajudar a entender o passado, este trabalho é importante para o futuro. Ao entender como os sistemas de transporte de água evoluíram, podemos podemos começar a entender os fatores limitantes para o crescimento das plantas. Isso tem particular importância quando se considera o crescimento das culturas, bem como sua resiliência à seca.”
Fonte da história:
Materiais fornecidos pela Universidade de Bristol.
Referência do jornal:
Alexander M. C. Bowles, Jordi Paps, Ulrike Bechtold. Water‐related innovations in land plants evolved by different patterns of gene cooption and novelty. New Phytologist, 2022; DOI: 10.1111/nph.17981
