O evento de extinção Cretáceo-Paleogeno (K-Pg) é famoso pela morte de três quartos das espécies vegetais e animais da Terra. Agora, a pesquisa de Zecca e colegas da Universidade de Milão-Bicocca mostra que o mesmo asteróide que exterminou os dinossauros também levou a mudanças dramáticas na família da uva. Seu artigo, publicado no Annals of Botany, encontrou evidências de múltiplos eventos de seleção positiva no DNA da planta de uva.
O DNA estudado pelos cientistas não estava no núcleo das células vegetais, mas nos plastídios. Estas são organelas, como os cloroplastos, que vivem dentro das células, mas têm seu próprio DNA distinto. A equipe examinou o DNA de 91 acessos diferentes, estudando 70 genes plastidiais candidatos. A equipe de pesquisa descobriu que alguns genes plastômicos relacionados à fotossíntese, auto-replicação e metabolismo podem ter sofrido seleção positiva. Um dos genes mais interessantes desse grupo é aquele que codifica a grande subunidade de Rubisco, uma enzima chave da fotossíntese. Esse processo de seleção pode ter melhorado o desempenho da atividade da Rubisco em resposta às mudanças nas condições ambientais.
Observando o momento dessas mudanças, Zecca e seus colegas encontraram evidências de etapas na taxa de evolução. Muitas dessas mudanças ocorreram entre 50 e 20 milhões de anos atrás, mas a primeira mudança data de 65 ou 64 milhões de anos atrás. Esta era coincide com o tempo da extinção em massa no final do período Cretáceo.
“Nos últimos 100 milhões de anos, os genomas foram amplamente moldados por perturbações ambientais… pelo impacto de um asteróide no México ou atividade vulcânica”, escrevem Zecca e colegas. “Embora a extinção em massa de K/Pg não seja considerada a principal causa de extinção de plantas, ela pode ter influenciado a evolução e diversificação de táxons… Acredita-se que nuvens de poeira e aerossóis de enxofre tenham evitado a radiação solar, produzindo um rápido resfriamento global, o o chamado “inverno de impacto”. Eventos de poliploidização parecem ter contribuído para a adaptação de várias plantas a ambientes em mudança… Além de duplicações cromossômicas que mostram indicações importantes a favor de um processo adaptativo…, genes individuais também podem ter sido afetados por perturbações ambientais e novas mutações emergentes podem ter sido selecionadas .”
Após o impacto do asteróide na cratera de Chicxulub, as plantas sem dúvida teriam desafios a enfrentar. Melhorar a fotossíntese daria às espécies uma vantagem competitiva. Mas também haveria oportunidades, com plantas capazes de se mover para nichos evolutivos vagos. Nesse ambiente, a família Vitaceae se diversificou, levando à evolução da Vitis vinifera, a uva que tanto produz vinho no mundo.
Mas não é apenas na mesa de jantar que essas mudanças moleculares têm efeito. Os eventos de seleção positiva têm um impacto sobre os botânicos que tentam produzir histórias evolutivas das espécies, dizem Zecca e colegas. “Altos níveis de seleção positiva podem afetar a capacidade reconstrutiva dos métodos filogenéticos e sua capacidade de estimar corretamente os tempos de divergência entre as linhagens. Normalmente, a seleção positiva deve ser testada previamente, e marcadores selecionados positivamente devem ser evitados em estudos filogenéticos. Recomendamos que pelo menos os códons que evoluem sob seleção positiva sejam excluídos para melhorar a análise quando o DNA codificador é usado. Nosso trabalho oferece um primeiro passo nessa direção, fornecendo informações úteis sobre genes e códons plastidiais selecionados positivamente”.
LEIA O ARTIGO
Zecca, G., Panzeri, D. e Grassi, F. (2022) “Detectando sinais de evolução adaptativa em plastomas de uva com foco na transição Cretáceo-Paleogeno (K/Pg),” Annals of Botany. Disponível em: https://doi.org/10.1093/aob/mcac128
