Como pássaros ganharam asas? As bactérias podem fornecer uma pista, dizem os cientistas.
A evolução de principais novas características – características tais como asas, flores, chifres ou membros – tem sido conhecida por desempenhar um papel fundamental para permitir que os organismos explorem novas oportunidades em seus arredores.
O que ainda está em debate, porém, é como esses aumentos importantes surgiu a partir de um ponto de vista genético.
Nova pesquisa de uma equipe internacional de biólogos evolucionistas, liderados pela Universidade de Oxford, tem usado bactérias para mostrar que a aquisição de cópias duplicadas de genes pode fornecer um ‘modelo’ permitindo que os organismos desenvolvam novos atributos de cópias redundantes de genes existentes. Dessa forma podemos entender como pássaros ganharam asas.
Duplicação de genes tem sido proposto (desde a década de 1970) como responsável por desempenhar papel fundamental na inovação, mas estes resultados adicionam evidência empírica importante para apoiar esta teoria.
O estudo, que envolveu a colaboração com pesquisadores da Universidade de Zurique, é publicado na revista PLoS Genetics.
Professor Craig MacLean, Departamento de Zoologia da Universidade de Oxford, disse: “O aparecimento de novas características, tais como asas e flores, tem desempenhado um papel fundamental na evolução da diversidade biológica. No entanto, geralmente é difícil compreender as reais mudanças genéticas que impulsionam essas inovações evolucionárias.”
“Temos tido vantagem de um simples sistema de modelo bacteriana, onde as bactérias evoluem a capacidade de comer novas fontes de alimentos, para superar este obstáculo.”
Os investigadores permitiram que 380 populações de bactérias Pseudomonas aeruginosa a evoluíssem novas características metabólicas, tais como a capacidade para degradar novos açúcares. Isso deu aos pesquisadores a oportunidade de testemunhar a evolução acontecendo em tempo real.
Após 30 dias de evolução, eles sequenciaram os genomas de bactérias que tinham evoluído novas características metabólicas. Eles descobriram que mutações afetaram principalmente genes envolvidos na transcrição e metabolismo, e que tende a evoluir por meio de mutações em genes duplicados pré-existentes no genoma de P. aeruginosa.
Duplicação impulsiona a inovação porque redundância genética fornecida pela duplicação permite que as bactérias evoluam novas funções metabólicas sem comprometer as funções existentes. Estes achados sugerem que eventos de duplicação podem ser importantes para futuras inovações.
Professor MacLean acrescentou: “A chave da compreensão do nosso estudo é que ter cópias redundantes de genes fornece às bactérias um modelo para a evolução de novos traços sem sacrificar características existentes.
“Em organismos mais elevados, como animais e plantas, genes duplicados surgem a partir de duplicação espontânea de genes existentes. Em contraste, as bactérias tendem a adquirir genes duplicados de células bacterianas através de transferência horizontal de genes vizinhos.”
“Estes resultados fornecem evidências empíricas importantes para apoiar o papel de duplicação de genes em inovação evolutiva, e eles sugerem que pode ser possível prever a capacidade das bactérias patogênicas para evoluir características clinicamente importantes, como a virulência e resistência aos antibióticos.”
É importante o entendimento de vários passos da evolução para entender como os pássaros ganharam asas.
Fonte: PLOS Genetics