Como os caracóis marinhos deixaram de botar ovos e passaram a dar à luz.
Por Institute of Science and Technology Austria com informações de Science Daily.
Os animais se reproduzem de duas maneiras distintas: postura de ovos ou nascimento vivo. Ao estudar uma transição evolutivamente recente da postura de ovos para a reprodução viva num caracol marinho, a investigação colaborativa do Instituto de Ciência e Tecnologia da Áustria (ISTA), da Universidade de Sheffield e da Universidade de Gotemburgo lançou uma nova luz sobre as mudanças genéticas que permitem aos organismos fazer essa alteração. Os resultados foram publicados na Science .
O ovo veio primeiro. A postura de ovos surgiu profundamente no tempo evolutivo, muito antes dos animais sequer chegarem à terra.
Ao longo da evolução, houve muitas transições independentes para a reprodução em todo o reino animal, incluindo insetos, peixes, répteis e mamíferos.
No entanto, estes exemplos ensinaram-nos muito pouco sobre o número de alterações genéticas necessárias para passar de óvulos a descendentes vivos.
Agora, uma equipe internacional de investigadores liderada pelo pós-doutorando da ISTA, Sean Stankowski, utilizou um humilde caracol marinho para revelar as alterações genéticas que sustentam a transição para a reprodução viva.
A principal vantagem de investigar este fenómeno em caracóis marinhos: a criação de seres vivos evoluiu nos últimos 100.000 anos nestes organismos – um piscar de olhos em termos evolutivos.
Assim, estes caracóis marinhos poderiam proporcionar uma oportunidade única para revelar a base genética da reprodução viva.
“Quase todos os mamíferos dão à luz vivos, e esta função acompanhou a sua evolução durante cerca de 140 milhões de anos. No entanto, neste estudo, podemos investigar como a reprodução viva evoluiu de forma completamente independente, e muito mais recentemente, em caracóis marinhos”, diz Stankowski.
A descoberta central da equipe: a mudança para a reprodução viva é causada por cerca de 50 alterações genéticas espalhadas pelo genoma do caracol.
Uma espécie, mais de cem nomes
O caracol marinho littorina saxatilis é a criatura mais mal identificada do mundo, informou o The Guardian em 2015.
Ao longo dos séculos, os cientistas descreveram-no como uma nova espécie ou subespécie mais de cem vezes, apesar de ser comumente encontrado em toda a costa do Atlântico Norte.
Toda esta confusão deve ter resultado das muitas variações de conchas e habitats desta espécie.
Além disso, L. saxatilis tem um modo reprodutivo único: evoluiu para a reprodução viva, enquanto caracóis marinhos aparentados que partilham o seu habitat põem ovos.
“Os cientistas estudaram principalmente a variação da concha dentro de L. saxatilis, em vez do que diferencia a espécie dos seus parentes que põem ovos. A realidade é que esta espécie de caracol é a mais estranha no que diz respeito à sua estratégia de reprodução”, diz Stankowski.
Perdendo o ovo, um passo de cada vez
Um momento revelador foi quando Stankowski inferiu a árvore filogenética, ou “árvore genealógica” evolutiva, de L. saxatilis e outras espécies relacionadas de Littorina que põem ovos, usando sequências de todo o genoma.
Ele mostrou que, embora a reprodução viva seja a única característica que distingue L. saxatilis de seus parentes que põem ovos, L. saxatilis não parece formar um único grupo evolutivo.
Foi esta incompatibilidade entre a estratégia reprodutiva e a ancestralidade que permitiu a Stankowski e os seus colaboradores separar a base genética da reprodução viva de outras alterações genéticas ao longo do genoma do caracol.
“Conseguimos identificar 50 regiões genômicas que, em conjunto, parecem determinar se os indivíduos põem ovos ou dão à luz crias vivas”, diz Stankowski.
“Não sabemos exatamente o que cada região faz, mas fomos capazes de vincular muitas delas a diferenças reprodutivas, comparando padrões de expressão genética em caracóis que põem ovos e que reproduzem crias vivas.” No geral, os resultados sugerem que a produção de vida evoluiu gradualmente através do acúmulo de muitas mutações que surgiram nos últimos 100 mil anos.
© Daria Shipilina
Os custos e benefícios da produção viva
A pesquisa mostra que a mudança para a reprodução viva permitiu que os caracóis se espalhassem por novas áreas e habitats onde as poedeiras não conseguem sobreviver e se reproduzir.
Mas os benefícios precisos da criação de vida nestes caracóis permanecem um mistério.
“Não sabemos ao certo, mas a transição da postura para a produção viva pode ter surgido pela seleção natural, favorecendo o aumento do tempo de retenção dos ovos, com os ovos eventualmente eclodindo dentro da mãe, à secagem, danos físicos e predadores”, diz Stankowski.
Nos portadores vivos, os descendentes são protegidos dos elementos até que possam se defender sozinhos, acrescenta.
Mas ao resolver um problema, a procriação certamente teria criado outros.
“O investimento extra na prole quase certamente teria colocado novas demandas na anatomia, fisiologia e sistema imunológico dos caracóis. É provável que muitas das regiões genômicas que identificamos estejam envolvidas na resposta a esses tipos de desafios”.
Mapeando a função de cada gene
Embora o trabalho lance uma nova luz sobre a transição dos ovos para a prole viva, muitas questões permanecem sem resposta. “A maioria das inovações genéticas são, na verdade, muito antigas e emaranhadas numa escala evolutiva, o que torna difícil estudar a sua origem”, diz Stankowski. “Esses caracóis nos permitiram fazer exatamente isso, mas apenas começamos a arranhar a superfície do que eles podem nos ensinar sobre as origens da novidade”. Como próximo passo, os pesquisadores querem mapear a função de cada mutação. “Nosso objetivo é entender como cada mudança genética moldou a forma e a função dos caracóis no caminho para a reprodução, passo a passo”, conclui Stankowski.
Fonte da história:
Materiais fornecidos pelo Instituto de Ciência e Tecnologia da Áustria. Nota: O conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e comprimento.
Referência do periódico :
Sean Stankowski, Zuzanna B. Zagrodzka, Martin D. Garlovsky, Arka Pal, Daria Shipilina, Diego Garcia Castillo, Hila Lifchitz, Alan Le Moan, Erica Leder, James Reeve, Kerstin Johannesson, Anja M. Westram, Roger K. Butlin. The genetic basis of a recent transition to live-bearing in marine snails. Science, 2024; 383 (6678): 114 DOI: 10.1126/science.adi2982
