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Um novo relógio genético desenvolvido por investigadores internacionais datou com precisão um clone de ervas marinhas com 1402 anos, oferecendo informações sobre a longevidade e sobrevivência de espécies clonais em ambientes marinhos, com implicações para a genética da conservação e a potencial descoberta dos organismos vivos mais antigos.
Um clone de ervas marinhas no Mar Báltico tem mais de 1.400 anos.
Uma equipe colaborativa de pesquisadores de Kiel, Londres, Oldenburg, e Davis, Califórnia, usou com sucesso um relógio genético inovador para determinar a idade de um enorme clone de planta marinha. Pela primeira vez, dataram um clone de ervas marinhas do Mar Báltico até ao período de migração, há aproximadamente 1400 anos. Este relógio inovador tem potencial para ser usado em uma ampla gama de espécies, incluindo corais, algas e plantas terrestres como juncos e framboesas. Suas descobertas foram publicadas na revista Ecologia e Evolução da Natureza.
“A reprodução vegetativa como modo alternativo de reprodução está difundida nos reinos animal, fúngico e vegetal”, explica o líder da pesquisa, Dr. Thorsten Reusch, professor de Ecologia Marinha no GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel. Estas chamadas “espécies clonais” produzem descendentes geneticamente semelhantes por ramificação ou brotamento e muitas vezes atingem o tamanho de um campo de futebol ou mais. No entanto, esses descendentes não são geneticamente idênticos.
Trabalhos anteriores de uma equipa liderada por investigadores do GEOMAR já tinham demonstrado que mutações somáticas se acumulam na descendência vegetativa, um processo semelhante ao cancro. Agora, uma equipe liderada pelo Prof. Reusch, Dr. Benjamin Werner (Queen Mary University London, QMUL) e Prof. desenvolver um novo relógio molecular que possa determinar a idade de qualquer clone com alta precisão.
Aplicação do Relógio Genético
Pesquisadores da Universidade de Kiel, liderados pelo Professor Reusch, aplicaram este novo relógio a um conjunto de dados mundial da erva marinha Zostera marina (enguia), que vai do Pacífico ao Atlântico e ao Mediterrâneo. Em particular no Norte da Europa, a equipa encontrou clones com idades de várias centenas de anos, comparáveis à idade dos grandes carvalhos.
O clone mais antigo identificado tinha 1.402 anos e veio do Mar Báltico. Este clone atingiu esta idade avançada apesar de um ambiente hostil e variável. Isso torna o clone de enguia mais velho que o tubarão da Groenlândia ou o Ocean Quahog, que vivem apenas algumas centenas de anos.
População de ervas marinhas no Mar Báltico. Esta não é uma população, mas um clone. Crédito: Pekka Tuuri
Estas novas estimativas de idade e longevidade para espécies clonais preenchem uma importante lacuna de conhecimento. Particularmente em habitats marinhos, muitas espécies fundamentais formadoras de habitats, como corais e ervas marinhas, podem reproduzir-se vegetativamente e os seus clones podem tornar-se muito grandes. A produção contínua de brotos ou fragmentos pequenos, geneticamente idênticos, mas fisicamente separados do clone parental significa que a idade e o tamanho estão dissociados nessas espécies. O novo estudo fornece agora uma ferramenta para datar estes clones com alta precisão. “Tais dados são, por sua vez, um pré-requisito para resolver um dos enigmas de longa data da genética da conservação, nomeadamente porque é que clones tão grandes podem persistir apesar de ambientes variáveis e dinâmicos”, diz Thorsten Reusch.
Assim que um genoma de enguia de alta qualidade estivesse disponível, o trabalho poderia começar. Outro fator chave no estudo foi que colegas da Universidade da Califórnia, Davis (UC Davis) mantiveram um clone de ervas marinhas em seus tanques de cultura durante 17 anos, que serviu como ponto de calibração. “Este artigo mostra como as interações interdisciplinares entre biólogos evolucionistas do câncer e ecologistas marinhos podem levar a novos insights”, diz o Dr. Benjamin Werner, professor de matemática e evolução do câncer na QMUL, que se concentra na evolução somática de tumores que também se desenvolvem clonalmente. Iliana Baums, ecologista molecular do HIFMB, acrescenta: “Podemos agora aplicar estas ferramentas a corais ameaçados para desenvolver medidas de conservação mais eficazes, de que necessitamos urgentemente, uma vez que ondas de calor sem precedentes ameaçam os recifes de coral”.
“Esperamos que outras espécies de ervas marinhas e os seus clones do género Posidonia, que se estendem por mais de dez quilómetros, apresentem idades ainda mais elevadas e sejam, portanto, de longe os organismos mais antigos da Terra”, diz Thorsten Reusch. Estes serão os próximos objetos de estudo.
Referência: “Um relógio genético somático para espécies clonais” por Lei Yu, Jessie Renton, Agata Burian, Marina Khachaturyan, Till Bayer, Jonne Kotta, John J. Stachowicz, Katherine DuBois, Iliana B. Baums, Benjamin Werner e Thorsten BH Reusch, 10 de junho de 2024, Ecologia e Evolução da Natureza.
DOI: 10.1038/s41559-024-02439-z
O estudo foi financiado pelo Programa Human Frontiers of Science (HFSP).