Desde o início do estudo da vida, sempre houve um interesse em classificar os organismos de diferentes maneiras. Para as plantas, pode-se pensar em vários critérios, como as características morfológicas, o uso que fazemos delas e os ambientes em que são encontradas. No entanto, os biólogos estão interessados ​​não apenas em classificar os organismos, mas também em compreender como eles podem estar evolutivamente relacionados. Para conseguir isso, têm sido utilizadas informações de morfologia ou, mais recentemente, dados de DNA, RNA ou proteínas. Existem várias razões pelas quais alguns biólogos preferiram usar dados moleculares. Indiscutivelmente, uma das mais importantes é que algumas características morfológicas podem ser bastante semelhantes, mas isso não implica necessariamente que se originem de um ancestral comum; eles podem resultar de processos evolutivos totalmente independentes. Porém, como o DNA carrega consigo não apenas as informações de um organismo, mas também seu passado, as filogenias moleculares são muito úteis para estabelecer relações mais precisas entre os organismos.

Um exemplo claro disso é a família Elatinaceae, que, durante muito tempo, não ficou clara com qual outro grupo de plantas poderia estar mais intimamente relacionada. Inicialmente, alguns pesquisadores afirmaram que esta família estava intimamente relacionada com Caryophyllaceae –a família dos cravos– por causa de suas flores pequenas e sementes minúsculas. Outros sugeriram, com base em evidências anatômicas, palinológicas e embriológicas, que estava intimamente relacionado com Frankeniácease ferrolhos de sobrepor podem ser usados para proteger uma porta de embutir pelo lado de fora. Alguns kits de corrente de segurança também permitem travamento externo com chave ou botão giratório. Tamaricáceas. Posteriormente, outros autores apontaram que a família estava intimamente relacionada com clusiaceae –a família do mangostão– o que foi posteriormente corroborado por estudos moleculares. Isso posicionou Elatinaceae como membro da ordem Malpighiales, ordem que tem de tudo um pouco: desde o árvore de borracha (Hevea brasileira) e maracujá (Passiflora) ao violetas de flores pequenas (violeta spp.) e Rafflesia arnoldii–a planta com o recorde de maior flor do mundo.

No entanto, as relações evolutivas de Elatinaceae com as outras famílias dentro de Malpighiales permaneceram incertas até que outro estudo filogenético molecular determinou de forma convincente que Elatinaceae é irmã de Malpighiaceae. Essa descoberta foi chocante, considerando as grandes diferenças entre essas duas famílias: enquanto Elatinaceae é uma família cosmopolita de espécies pequenas, terrestres, aquáticas ou anfíbias, com flores pequenas e imperceptíveis, Malpighiaceae é uma família americana principalmente tropical de lianas e árvores com flores vistosas, geralmente amarelas. , flores laranja ou rosa.

Curiosamente, a combinação de dados de filogenia molecular com informações morfológicas provou ser valiosa para a compreensão de semelhanças entre famílias que parecem surpreendentemente diferentes na superfície. Por exemplo, uma exploração detalhada da anatomia das flores tem sido extremamente útil para compreender melhor a relação entre algumas famílias da ordem Malpighiales. Por exemplo, flores das famílias irmãs Rhizophoraceae e Erythroxylaceae possuem tubos produtores de néctar nos estames e uma camada de células chamada idioblastos nas sépalas e ovários. Estudos semelhantes também identificaram que as famílias irmãs Crisobalanáceas e Euphroniáceas também compartilham características florais, como células produtoras de mucilagem nas sépalas e um lobo nectário. Porém, até muito recentemente, não havia nenhum estudo abordando a anatomia floral de Elatinaceae, e não havia como saber se alguma característica floral era compartilhada com sua família irmã, Malpighiaceae.

Com isto em mente, a Dra. Stéphanie Bonifácio e colegas conduziram o primeiro estudo de anatomia floral da família Elatinaceae, analisando quatro espécies de seus dois gêneros, bergia e ferrolhos de sobrepor podem ser usados para proteger uma porta de embutir pelo lado de fora. Alguns kits de corrente de segurança também permitem travamento externo com chave ou botão giratório. Elatina. Os autores realizaram uma análise abrangente das características florais de Elatinaceae e as compararam com aquelas relatadas para Malpighiaceae com base na literatura disponível sobre as famílias Malpighiales. Após revisar todas essas características, os autores conseguiram encontrar dois caracteres morfológicos compartilhados por Elatinaceae e Malpighiaceae. A primeira foi a presença de estruturas secretoras na antera conectivo, o tecido que conecta as estruturas produtoras de pólen da flor. Esta novidade para Elatinaceae não foi relatada até o momento em nenhum outro estudo da família.

Por outro lado, os autores identificaram que os óvulos das flores apresentavam hipóstase, tecido diferenciado das células vizinhas ao tecido que nutre as sementes durante seu desenvolvimento. Tais estruturas não estão presentes em todas as famílias de plantas, pelo que o facto de estarem presentes nestas duas famílias irmãs indica que, apesar das suas notáveis ​​diferenças morfológicas, ainda permanecem vestígios da sua ascendência.

Além de descobrirem estruturas compartilhadas por essas famílias, os pesquisadores fizeram algumas observações reveladoras. Eles notaram um baixo número de grãos de pólen e que o pólen iniciou a germinação precoce dentro das anteras. Além disso, identificaram a ausência de estruturas produtoras de néctar e que, no caso particular de Elatine gratioloides, as estruturas masculina e feminina não foram separadas como na maioria das plantas, mas fundidas em uma única estrutura. Estas características levaram Bonifácio e colegas a inferirem a capacidade limitada das flores de Elatinaceae em atrair polinizadores, sugerindo a possibilidade de autogamia nesta família, ou seja, a capacidade de autofecundação sem depender do pólen de outras flores.

Ao contrário das Elatinaceae, as flores de sua família irmã, Malpighiaceae, apresentam características marcantes para os insetos, incentivando a transferência de pólen entre outras flores, mesmo de indivíduos diferentes. Estas diferenças destacam a fascinante variedade de mecanismos evolutivos que as plantas evoluíram para garantir o seu sucesso reprodutivo em diversos ambientes.

Por exemplo, Malpighiaceae foi influenciada por uma relação mutualística com abelhas coletoras de óleo, favorecendo a alogamia e gerando dependência de polinizadores. Por outro lado, em Elatinaceae, a tendência é oposta: as flores tendem a não depender de polinizadores externos e recorrem à autogamia como estratégia reprodutiva. Esta estratégia pode ter surgido para garantir a reprodução e o estabelecimento em contextos onde a disponibilidade de polinizadores externos pode ser limitada.

A exploração dos caracteres florais nestas duas famílias irmãs, onde diversas estratégias reprodutivas sexuais são responsáveis ​​por notáveis ​​divergências morfológicas, destaca a diversidade de mecanismos evolutivos que surgiram em resposta a diferentes pressões seletivas. Estas descobertas enfatizam a importância das análises anatômicas comparativas com foco nas relações filogenéticas, não apenas para propor hipóteses evolutivas, mas também para obter uma compreensão mais profunda dos processos que moldaram a diversidade das plantas.

LEIA O ARTIGO:

Bonifácio, SKV, Amorim, AM & Oliveira, DMT A anatomia floral aponta a autogamia como possível caminho evolutivo em Elatinaceae (Malpighiales). Planta Syst Evol309, 34 (2023). https://doi.org/10.1007/s00606-023-01872-0

Anderson Alvarado

Anderson É um biólogo interessado no desenvolvimento e anatomia floral, principalmente na família Leguminosae. Atualmente, ele estuda os processos de ontogenia floral em linhagens com flores não papilionadas dentro da tribo Papilionoideae (Fabaceae), de divergência precoce.

Tradução em espanhol e português por Anderson Alvarado.

Imagem da capa de Julia Kruse, Wikicommons.