Combustível Evolutivo: Pesquisadores Estudam A Manutenção De Uma Antiga Inversão Cromossômica

De acordo com Zachariah Gompert, um geneticista evolutivo da Universidade Estadual de Utah, a diversidade genética serve como a principal força motriz por trás da evolução. No entanto, como a seleção natural e a deriva genética aleatória ocorrem ao longo dos séculos, esse reservatório de variação genética diminui gradualmente. A capacidade de T. knulli de prosperar em árvores Redwood pode ser atribuída a uma inversão cromossômica, que é uma modificação estrutural que ocorre em seu genoma. Essa alteração na estrutura do cromossomo permite que o T. knulli exiba essa adaptação específica.

Entretanto a preservação da variação genética e suas implicações para a adaptação há muito intrigam os cientistas. Embora abordando essa questão, Zachariah Gompert, professor associado do Departamento de Biologia e também do USU Ecology Center da Utah State University, ao lado de colegas da University of Montpellier, John Innes Center, National Autonomous University of Mexico, Querétaro, University of Nevada, Reno e a Universidade de Notre Dame, investigam sua investigação, publicada na edição online do Proceedings of the National Academy of Sciences em 12 de junho de 2023.

A Pesquisa Concentrou-se Em Bichos-pau Do Gênero Timema, Que Apresentam Uma Dieta Ampla Que Abrange Inúmeras Espécies De Plantas.

Gompert explica: “Exploramos os mecanismos que mantêm a variação genética dentro de uma espécie e seu impacto na adaptação”. Ele observa que existem mais de uma dúzia de espécies de Timema no oeste da América do Norte, caracterizadas como generalistas capazes de consumir várias plantas. No entanto, uma espécie, Timema knulli, prospera exclusivamente em árvores Redwood, que outras espécies Timema lutam para utilizar.

Portanto a capacidade do T. knulli de explorar as árvores Redwood decorre de uma inversão cromossômica, uma alteração estrutural em seu genoma. Ao contrário das mutações genéticas que envolvem alterações nas sequências de DNA, uma inversão cromossômica ocorre quando um segmento de um cromossomo se quebra em dois lugares, sofre uma rotação de 180 graus e é reintegrado nos pontos de interrupção originais.

Gompert elabora: “Com uma inversão, seções substanciais – 30 milhões de bases de DNA, neste caso – do cromossomo são invertidas”.

Inversão Cromossômica Em T. knulli Persiste Por Milhões De Anos, Mantendo A Vantagem De Múltiplas Adaptações.

Entretanto a equipe de pesquisa descobriu que essa inversão cromossômica no T. knulli é antiga, estimada em cerca de 7,5 milhões de anos. Notavelmente, as populações contemporâneas de T. knulli ainda retêm ambas as versões dos alelos – aquela que lhes permite prosperar em árvores Redwood como planta hospedeira, e a versão original que aumenta a sobrevivência na planta com flor ancestral – favorecendo a forma heterozigótica.

Gompert sugere que a diversidade ambiental e o fluxo gênico entre as populações migratórias de bichos-pau contribuem para a persistência das variantes ou polimorfismo cromossômicos novos e ancestrais. Esse fenômeno pode fornecer a esses organismos uma vantagem em um mundo em constante mudança, facilitando a evolução e a adaptações contínuas.

Em vez de serem prejudiciais, os intrincados processos evolutivos ligados a essa inversão conferem resiliência contra a perda de variação genética e potencialmente promovem a sobrevivência a longo prazo, de acordo com Gompert.

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