Cientistas analisando um dos maiores conjuntos de dados genômicos de plantas descobriram como as primeiras plantas na Terra evoluíram os mecanismos usados para gerenciar a água e a respiração em terra há centenas de milhões de anos.
Um estudo das Universidades de Bristol e Essex, publicado na revista New Phytologist, é essencial para entender como os sistemas de transporte de água das plantas evoluíram e como eles podem se adaptar no futuro em resposta às mudanças climáticas.
Nos últimos 500 milhões de anos, a evolução das plantas terrestres sustentou a diversidade da vida em um planeta cada vez mais verde. Ao longo de sua evolução, as plantas adquiriram adaptações como folhas e raízes que lhes permitem controlar a água e colonizar a terra.
Algumas dessas ferramentas evoluíram nas primeiras plantas terrestres e hoje podem ser encontradas tanto em minúsculos musgos quanto em árvores gigantes que formam complexos ecossistemas florestais.
Os pesquisadores começaram comparando os genes de 532 espécies de plantas para determinar o papel de genes novos e antigos na gênese dessas adaptações. Destes, a equipe se concentrou em 218 genes associados a grandes inovações na evolução das plantas terrestres, como raízes e tecidos vasculares.
Eles descobriram que algumas características iniciais importantes para as plantas terrestres, como os estômatos (os poros que as plantas usam para a respiração), estão ligadas à origem de novos genes.
Em contraste, inovações mais recentes (por exemplo, raízes, sistema vascular) reciclam genes antigos que se originaram em ancestrais de plantas terrestres e mostram que diferentes partes da anatomia vegetal (estômatos, tecido vascular, raízes) envolvidas no transporte de água estão associadas a diferentes métodos de evolução. genes.
Nossa análise lança uma nova luz sobre a base genética do greening planetário, destacando os diferentes métodos de evolução genética na diversificação de plantas. Historicamente, não está claro se a inovação evolutiva é impulsionada pelo surgimento de novos genes ou pelo reaproveitamento de antigos. Nossos resultados nos dizem como as plantas evoluíram em diferentes pontos de sua história e como diferentes formas de evolução, a origem de novos genes e a reciclagem de antigos, levaram a grandes inovações que são fundamentais para tornar o planeta mais verde, dizem os cientistas.
O estudo fornece informações sobre as mudanças mecanísticas subjacentes à absorção e transporte de água que são importantes para a saúde e a produtividade das plantas. Isso permite que os cientistas selecionem e estudem a função de genes antigos, reaproveitados e novos no laboratório para selecionar genes que reduzem o consumo de água e melhoram a tolerância das culturas à seca.
Nosso trabalho não apenas nos ajuda a entender o passado, mas também é importante para o futuro. Ao entender como os sistemas de transporte de água evoluíram, podemos começar a entender os fatores que limitam o crescimento das plantas. Isto é de particular importância quando se considera o crescimento das culturas, bem como a sua tolerância à seca.
O estudo foi publicado na revista: New Phytologist. “Water-related innovations in land plants evolved by different patterns of gene cooption and novelty”.
2022-02-22 13:59:59
Autor: Vitalii Babkin