Novo estudo revela como plantas poliploides se adaptam a climas frios e às mudanças climáticas

São PauloCientistas de Heidelberg, Nottingham e Praga investigaram como a presença de mais cromossomos auxilia as plantas a se adaptarem a ambientes frios. Eles descobriram que plantas com mais de dois conjuntos de cromossomos, conhecidas como poliploides, possuem alterações em seu DNA que as ajudam a sobreviver melhor em climas frios. Isso foi especialmente crucial para plantas como a canevina durante as Eras do Gelo.

Principais descobertas do estudo incluem:

• Os poliploides conseguem ocupar nichos ecológicos repetidamente.
• Os spoonworts adaptados ao frio desenvolveram conjuntos genéticos separados que trocaram genes em regiões frias.
• Variantes estruturais genômicas surgem com mais frequência em poliploides do que em diploides.

Spoonworts, ou Cochlearia, se separaram de seus parentes mediterrâneos há mais de dez milhões de anos. Seus descendentes se adaptaram a condições áridas, enquanto os spoonworts começaram a prosperar em regiões árticas há 2,5 milhões de anos. A equipe do Prof. Dr. Marcus Koch descobriu que Cochlearia foi capaz de se ajustar aos períodos de frio e calor nos últimos dois milhões de anos. Até recentemente, os mecanismos genômicos específicos que permitiram essa rápida adaptação eram em sua maioria desconhecidos.

A equipe do Prof. Dr. Levi Yant sequenciou o genoma da Cochlearia excelsa e criou um pan-genoma. Eles analisaram mais de 350 genomas de diferentes espécies de Cochlearia. Os resultados revelaram que plantas poliploides apresentam mudanças estruturais em seus genomas com mais frequência do que plantas diploides. Essas alterações são difíceis de detectar, pois as cópias extras do genoma as mascaram, permitindo que se acumulem sem serem eliminadas pela seleção natural.

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Mudanças específicas em DNA poliplóide frequentemente ocorrem em genes importantes para a adaptação a diferentes climas. Estudos detalhados mostraram que essas alterações influenciam o crescimento das sementes e a resistência das plantas a doenças. O Dr. Filip Kolář mencionou que essas mudanças podem ter um papel crucial na adaptação das plantas às mudanças climáticas no futuro.

Prof. Koch alerta que as espécies de Cochlearia da Europa Central podem não sobreviver às mudanças climáticas. Por exemplo, a Cochlearia excelsa, já presente no topo das montanhas austríacas, não tem como subir mais. Da mesma forma, a Cochlearia dos Pirenéus enfrentará dificuldades nas regiões montanhosas e colinas da Europa Central. Contudo, o conjunto genético dessas plantas adaptadas ao frio pode se manter nas áreas ao norte.

Este estudo nos ajuda a compreender como as plantas podem lidar com as futuras mudanças climáticas. A pesquisa de Levi Yant foi financiada por uma Bolsa de Iniciação do European Research Council (ERC). A equipe da Universidade de Heidelberg também teve uma contribuição significativa ao longo dos últimos 25 anos. As descobertas foram publicadas na revista "Nature Communications".

O estudo revela que a duplicação do genoma em plantas poliplóides auxilia na adaptação a ambientes em mudança. Esta descoberta é crucial para compreender como as plantas podem sobreviver às futuras alterações climáticas. Além disso, destaca a importância de preservar a diversidade vegetal em diferentes regiões.