Amostras de DNA de uma das maiores e mais antigas plantas do mundo – um álamo tremedor (Populus tremuloides) em Utah chamado Pando – ajudaram os pesquisadores a determinar sua idade e revelaram pistas sobre sua história evolutiva.
Ao sequenciar centenas de amostras da árvore, os pesquisadores confirmaram que Pando tem entre 16.000 e 80.000 anos, verificando sugestões anteriores de que está entre os organismos mais antigos da Terra. Eles também foram capazes de rastrear padrões de variação genética espalhados por toda a árvore que oferecem pistas sobre como ela se adaptou e evoluiu ao longo de sua vida. Os resultados foram publicados no servidor de pré-impressão bioRxiv em 24 de outubro1. O trabalho ainda não foi revisado por pares.
“É muito legal estudar um organismo tão icônico”, diz o co-autor Rozenn Pineau, geneticista evolutivo de plantas da Universidade de Chicago, em Illinois. “Acho importante chamar a atenção das pessoas para as maravilhas naturais do mundo.”
Uma árvore muito grande
Pando – cujo nome significa ‘eu espalhei’ em latim – consiste em cerca de 47.000 caules que cobrem uma área de 42,6 hectares na Floresta Nacional de Fishlake, em Utah. Por causa da maneira como a planta se reproduz, essa coleção de álamos é tecnicamente toda uma árvore, sustentada por um único e vasto sistema radicular. Pando é triplóide, o que significa que suas células contêm três cópias de cada cromossomo, em vez de duas. Como resultado, Pando não pode se reproduzir sexualmente e misturar seu DNA com o de outras árvores e, em vez disso, cria clones de si mesmo.
Embora esse processo gere descendentes geneticamente idênticos, eles ainda podem acumular mutações genéticas à medida que suas células se dividem. Os biólogos estão interessados nessas variações porque fornecem informações sobre como a planta mudou desde que a primeira muda brotou. Alguns estudos exploraram a disseminação de novas mutações em plantas e fungos que se reproduzem clonalmente, mas poucos investigaram plantas centenárias como Pando.
“É meio chocante para mim que já não tenha havido muito interesse genético no Pando, dado o quão legal ele é”, diz o co-autor do estudo William Ratcliff, biólogo evolutivo do Instituto de Tecnologia da Geórgia em Atlanta.
Os pesquisadores coletaram amostras de raízes, cascas, folhas e galhos de todo o clone Pando, bem como de outras árvores de álamo tremedor não relacionadas para comparação. Eles extraíram DNA das amostras, depois sequenciaram e analisaram uma subseção do genoma.
Depois de remover variantes encontradas em Pando e árvores vizinhas, bem como mutações encontradas em apenas uma amostra, os pesquisadores foram capazes de revisar quase 4.000 variantes genéticas que surgiram quando Pando se clonou repetidamente ao longo de milênios.
A análise dos padrões dessas mutações revelou resultados surpreendentes. “Você esperaria que as árvores que estão espacialmente próximas também estejam mais próximas geneticamente”, diz Pineau. “Mas isso não é exatamente o que encontramos. Encontramos um sinal espacial, mas é muito mais fraco do que esperávamos.” Árvores fisicamente próximas compartilhavam mais mutações semelhantes do que aquelas que estavam distantes – mas apenas um pouco mais. No entanto, em uma escala menor de 1 a 15 metros, a tendência foi mais forte, com caules mais próximos tendo significativamente mais mutações compartilhadas. Pando cobre uma área de mais de 40 hectares, “mas quase parece que é um pote bem misturado de informações genéticas”, diz Ratcliff.
Mecanismo de proteção
Ao inserir os dados genéticos de Pando em um modelo teórico que traça a linhagem evolutiva de um organismo, os pesquisadores também estimaram a idade de Pando. Eles colocam isso entre 16.000 e 80.000 anos. “Isso faz com que o Império Romano pareça apenas uma coisa jovem e recente”, diz Ratcliff.
A equipe também considerou as razões para a notável resistência da árvore. Pineau diz que o Pando sendo triploide pode levar a “células maiores, organismos maiores, melhor aptidão”, e que os clones existentes podem ser mais duráveis do que os novos descendentes mistos.
Philippe Reymond, que pesquisa interações entre plantas e herbívoros na Universidade de Lausanne, na Suíça, diz que as descobertas sugerem que “plantas e árvores têm um mecanismo para proteger o genoma” do acúmulo de mutações genéticas prejudiciais, uma sugestão que é “bastante interessante para muitos cientistas”. Ele acrescenta que estudos futuros poderiam procurar esse mecanismo exato no nível celular.
Ratcliff também está ansioso para que mais estudos sejam feitos sobre a história genética de Pando. “Eu adoraria fazer um apelo para que as pessoas trabalhem com esses tipos de organismos”, diz ele.
Nature 635, 267 (2024)
DOI: https://doi.org/10.1038/d41586-024-03570-4
Fonte: Nature.
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