Cerca de 150 milhões de anos atrás, a vida na Terra começou uma renovação completa, graças à rápida ascensão de um grupo gigante: as plantas com flores, ou angiospermas. A fotossíntese mais eficiente de magnólias, nenúfares, bem como muitas linhagens primitivas agora extintas bombeavam oxigênio para a atmosfera, e seu néctar e frutos forneciam novos tipos de alimento para insetos e outros animais, alimentando novos ecossistemas mais complexos que ainda dominam o planeta hoje.
O surgimento de angiospermas aconteceu tão rápido que as origens de certos grupos há muito estão atoladas em mistério. Agora, quase 300 biólogos de plantas se uniram para resolver as raízes emaranhadas das atuais 330 mil espécies de angiospermas. Sua nova árvore da vida para plantas com flores, relatada hoje na Nature, confirma e estende em grande parte reconstruções anteriores – mas também sugere algumas ancestralidades surpreendentes. Esse conhecimento pode melhorar medicamentos derivados de plantas e ajudar a preservar a biodiversidade, diz Lucas Majure, biólogo evolutivo de plantas da Universidade da Flórida (UF) que não esteve envolvido no trabalho.
É “uma excelente síntese”, diz Majure. “Ele apresenta uma nova perspectiva sobre as relações evolutivas no grupo mais importante de plantas do planeta.”
A maioria das avaliações anteriores da evolução das plantas comparou o DNA de organelas fotossintetizantes de plantas, conhecidas como cloroplastos. Seus pequenos genomas e muitas cópias de DNA os tornaram “mais fáceis de olhar”, Douglas Soltis, biólogo evolutivo de plantas da UF e coautor do novo estudo. Mas os cloroplastos contêm apenas uma fração da informação genética transportada dentro do DNA nuclear de difícil acesso das plantas.
O sequenciamento de genes em espécimes de herbário tem sido uma tarefa difícil para os geneticistas de plantas, já que o DNA é frequentemente degradado e fragmentado. Novas técnicas que permitem aos cientistas identificar regiões específicas do DNA e costurar fragmentos abriram as portas para o sequenciamento de amostras de herbários – e tornaram o novo estudo possível. Usando esse método, a equipe sequenciou parte dos genomas nucleares de cerca de 8 mil gêneros de angiospermas – cerca de 60% de todas as plantas com flores na Terra – e comparou 353 de seus genes. Seus dados representam toda a amplitude do reino floral, incluindo todas as 64 ordens de angiospermas com suas 416 famílias. As amostras também incluem 800 espécies cujos genomas nunca haviam sido sequenciados antes, como uma árvore medicinalmente útil encontrada na Austrália e na Ásia chamada Alstonia spectabilis, que o povo tetun de Timor Ocidental usa para tratar a malária.
Um terço das amostras veio de plantas preservadas em 163 herbários ao redor do mundo, algumas datando de 200 anos. Muitas dessas amostras eram espécies ameaçadas de extinção; quatro estão extintos. O esforço ressalta o valor científico dessas coleções, observa Susanne Renner, bióloga evolucionista da Universidade de Washington, em St. Louis, que não esteve envolvida com o trabalho.
William Baker, biólogo evolucionista do Royal Botanic Gardens, Kew, e colegas usaram programas de computador para comparar genes entre espécies. Eles descobriram os cenários evolutivos mais prováveis de como os genes descendem de ancestrais comuns e desvendaram relações ancestrais antigas, usando 200 fósseis até o momento em que ocorreram momentos críticos de ramificação.
A equipe detectou dois picos na diversificação. Um deles, há cerca de 150 milhões de anos, gerou cerca de 80% dos grupos ao redor de hoje. Uma segunda onda ocorreu há cerca de 45 milhões de anos, possivelmente estimulada por mudanças nos hábitos de polinização ou dietas dos insetos, ou um clima de resfriamento.
“Não temos o luxo de poder voltar no tempo”, diz Craig Barrett, biólogo evolucionista da Universidade da Virgínia Ocidental que não esteve envolvido no trabalho. “Mas os autores fizeram um trabalho espetacular usando ferramentas de última geração, combinando o sequenciamento genômico, o registro fóssil e as estimativas da biodiversidade de plantas com flores, em uma única estrutura.”
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Em grande parte, sua nova árvore concorda com reconstruções passadas. Ele confirma a divergência inicial de plantas com flores em ramos que levaram a monocotiledôneas (plantas com flores semelhantes a gramíneas que também incluem agaves, palmeiras e bambu), eudicotiledôneas (que incluem muitas árvores, bem como girassóis, dente-de-leão e repolho) e magnoliídeos (que incluem magnólias, louros e abacates), bem como algumas linhagens mais isoladas. Mas a árvore também oferece novos insights. Por exemplo, a maioria dos botânicos há muito tempo assume que o grupo que inclui flores de jardim populares, como girassóis, margaridas e asters – cerca de 25.000 espécies ou mais – compartilha uma única linhagem. O novo estudo, no entanto, sugere que eles derivam de vários ancestrais. E as ordens de plantas que incluem gerânios e eucaliptos – antes considerados intimamente relacionados – são, na verdade, bastante distantes uma da outra.
Ainda assim, algumas perguntas de longa data permanecem. “Algumas partes da árvore parecem ser lugares nodosos, que podem nunca ser resolvidos”, diz Baker. Genes duplicados e rearranjados podem explicar parte dessa malandragem, explica Renner, assim como o cruzamento entre essas plantas divergentes. Baker observa que a linhagem que levou aos mirtilos, por exemplo, é resultado de uma antiga hibridação entre os dogwoods e os ancestrais dos pés de café, margaridas e hortelãs.
Mesmo com as incógnitas nodosas, Barrett elogia esse refresco para a árvore da vida vegetal florida. “Este é um grande passo em frente na nossa compreensão da biodiversidade da Terra, que estamos a perder a um ritmo alarmante.”
Fonte: Science
