Pesquisadores criam recurso de conjunto de dados para compreender o desenvolvimento, resiliência e biodiversidade das plantas
As plantas terrestres são extremamente diversas: mais de 400.000 espécies atingindo todos os cantos do mundo. Esta diversidade divide-se principalmente em duas linhagens de plantas: vasculares e não vasculares. As plantas vasculares são as que muitas vezes chamam a nossa atenção – desde as árvores imponentes até às culturas nos nossos campos. No entanto, são pequenas plantas não vasculares, como a humilde erva-calau, que podem conter pistas sobre a evolução e a diversidade das plantas. Agora, uma equipe internacional liderada pelo Instituto Boyce Thompson (BTI) no campus da Universidade Cornell, e incluindo a Universidade de Göttingen, gerou um conjunto de dados único sobre a erva-calau que fornece novos insights sobre a evolução inicial, características e desenvolvimento contínuo das plantas. . Os resultados foram publicados em Plantas da Natureza.
As plantas não vasculares são compostas de musgos, hepáticas e antóceros. Hornworts apresentam um enigma porque se separaram dos outros há cerca de 470 milhões de anos. Em comparação, são muito menos diversos, com apenas cerca de 230 espécies. Apesar disso, verifica-se que as erva-calau são surpreendentemente importantes para a compreensão de como as plantas evoluíram para viver na terra devido às suas características únicas e origens antigas.
Os investigadores começaram por descodificar os genomas das únicas dez famílias conhecidas de espécies de antóceros que divergiram entre si há mais de 300 milhões de anos. Eles descobriram que as erva-calau mantiveram cromossomos notavelmente estáveis. Peter Schafran, cientista de pós-doutorado no BTI e primeiro autor do estudo, diz: “O que descobrimos foi inesperado: as antóceros mantiveram cromossomos notavelmente estáveis, apesar de evoluírem separadamente por várias centenas de milhões de anos”. duplicação do genoma”, onde todo o material genético de um organismo é duplicado. Esta ausência de duplicação resultou em “autossomos” estáveis – os cromossomos que contêm a maior parte do material genético de um organismo. Em contraste, os investigadores descobriram que algumas partes do genoma da erva-calau são muito mais dinâmicas, evoluindo rapidamente e variando mesmo dentro de plantas individuais.
A equipe descobriu a presença de “cromossomos acessórios” – material genético extra que não é essencial para a sobrevivência, mas pode proporcionar benefícios adicionais. Além disso, identificaram potenciais cromossomas sexuais em algumas espécies, lançando luz sobre a evolução das estratégias reprodutivas das plantas. O estudo forneceu informações sobre características específicas das plantas em relação aos genes envolvidos na sinalização hormonal, produção de flavonóides e formação de estômatos, os minúsculos poros que regulam as trocas gasosas. “Este conjunto abrangente de dados genômicos para antóceros fornece um recurso para ajudar a entender como as primeiras plantas da Terra evoluíram e se adaptaram ao seu novo e desafiador ambiente”, explica o professor Jan de Vries, do Departamento de Bioinformática Aplicada da Universidade de Göttingen.
“Só consolidando estes organismos diversos e por vezes esquecidos, é que os investigadores podem compreender os princípios comuns da biologia molecular das plantas”, diz a Dra. Sophie de Vries, também da Universidade de Göttingen. “O estudo fornece insights sobre como a diversidade das plantas evoluiu e como as plantas podem se adaptar aos desafios ambientais futuros.”
Publicação original: Schafran P et al, “Pan-phylum genomas of hornworts revelam autossomos conservados, mas acessórios dinâmicos e cromossomos sexuais” Nature Plants 2025. DOI: 10.1038/s41477-024-01883-w
