Num novo estudo publicado na revista iScience, investigadores do Royal Botanic Gardens, Kew e do Institut Botànic de Barcelona (IBB-CSIC) em Espanha apresentam um novo recordista para a maior quantidade de DNA armazenado no núcleo de qualquer ser vivo. organismo do planeta.
Chegando a mais de 100 metros de DNA desvendado, descobriu-se que a espécie de samambaia bifurcada da Nova Caledônia, Tmesipteris oblanceolata, contém mais de 50 vezes mais DNA do que os humanos e destronou a espécie de planta japonesa Paris japonica, que detém esse recorde desde 2010.
Além disso, a planta alcançou três títulos do Guinness World Records para Maior genoma de planta, Maior genoma e Maior genoma de samambaia pela quantidade de DNA no núcleo.
T.oblanceolata é uma espécie rara de samambaia encontrada na nação insular da Nova Caledônia, um território ultramarino francês situado no sudoeste do Pacífico, cerca de 750 milhas a leste da Austrália, e em algumas das ilhas vizinhas, como Vanuatu.
O gênero Tmesipteris é um grupo pouco estudado de plantas que consiste em cerca de 15 espécies, a maioria das quais ocorre em uma variedade de ilhas do Pacífico e na Oceania.
Até agora, os cientistas estimaram apenas o tamanho dos genomas de duas espécies de Tmesipteris – T.tannensis e T.obliqua – ambos contendo genomas gigantescos, com 73,19 e 147,29 pares de gigabases (Gbp), respectivamente.
Oriane Hidalgo, do IBB e ex-RBG Kew, viajaram para a Nova Caledônia para coletar amostras de Tmesipteris, que foram então analisadas para estimar o tamanho de seus genomas.
Isto envolveu isolar os núcleos de milhares de células, corá-las com um corante e depois medir a quantidade de corante que se ligou ao DNA dentro de cada núcleo – quanto mais corante, maior o genoma.
A análise revelou que a espécie T.oblanceolata tem um tamanho de genoma recorde de 160,45 Gbp, que é cerca de 7% maior que o de P.japonica (148,89 Gbp).
Quando desvendado, o DNA de cada célula desta samambaia seria mais alto do que a Torre Elizabeth em Westminster, Londres, que tem 96 metros de altura e abriga o mundialmente famoso sino do Big Ben.
Para efeito de comparação, o genoma humano contém cerca de 3,1 Gbp distribuídos por 23 cromossomos e, quando esticado como um novelo de lã, o comprimento do DNA em cada célula mede apenas cerca de 2 m.
Pellicer, pesquisador em biologia evolutiva, diz: “Tmesipteris é um pequeno gênero único e fascinante de samambaias, cujos ancestrais evoluíram há cerca de 350 milhões de anos – muito antes dos dinossauros pisarem na Terra – e se distingue por seu hábito principalmente epífito [cresce principalmente nos troncos e galhos das árvores] e distribuição restrita na Oceania e em diversas ilhas do Pacífico “Por muito tempo pensamos que quebrar o recorde anterior de tamanho da Paris japonica seria uma missão impossível, mas mais uma vez, os limites da biologia ultrapassaram as nossas previsões mais otimistas.
“Com base em nossas pesquisas anteriores, previmos a existência de genomas gigantes em Tmesipteris.
Dito isto, descobrir o maior genoma de todos eles não é apenas um feito de exploração científica, mas o resultado de uma jornada de quase quatorze anos na complexidade ilimitada e diversidade de genomas de plantas.” Até à data, cientistas de todo o mundo estimaram o tamanho do genoma de mais de 20.000 organismos eucarióticos, revelando no processo uma vasta gama de tamanhos de genoma em toda a árvore da vida.
Descobriu-se que estes, por sua vez, têm um impacto profundo não apenas na sua anatomia, uma vez que genomas maiores precisam de células maiores para os alojar e demoram mais tempo a replicar-se, mas também na forma como funcionam, evoluem e onde e como vivem.
Em animais, alguns dos maiores genomas incluem o peixe pulmonado marmorizado (Protopterus aethiopicus) com 129,90 Gbp e o cão aquático do Rio Neuse (Necturus lewisi) com 117,47 Gbp.
Em total contraste, seis dos maiores genomas eucarióticos conhecidos são mantidos por plantas, incluindo o visco europeu (Viscum album) com 100,84 Gbp.
Surpreendentemente, ter um genoma maior geralmente não é uma vantagem.
No caso das plantas, as espécies que possuem grandes quantidades de DNA estão restritas a serem perenes de crescimento lento, são menos eficientes na fotossíntese (o processo pelo qual as plantas convertem a energia do sol em açúcares) e requerem mais nutrientes (especialmente nitrogênio e fosfatos) para crescer e competir com sucesso com seus vizinhos de genoma menor.
Por sua vez, tais efeitos podem influenciar a capacidade de uma planta se adaptar às alterações climáticas e ao seu risco de extinção.
Ilia Leitch, líder sênior de pesquisa – evolução de caráter, na RBG Kew, diz: “Quem poderia imaginar que esta planta minúscula e despretensiosa, pela qual a maioria das pessoas provavelmente passaria sem aviso prévio, poderia ter um recorde mundial em tamanho do genoma.” Em comparação com outros organismos, as plantas são incrivelmente diversas quando vistas ao nível do DNA, e isso deveria fazer-nos parar para pensar sobre o seu valor intrínseco no quadro mais amplo da biodiversidade global.
Esta descoberta também levanta muitas questões novas e excitantes sobre os limites superiores do que é biologicamente possível, e esperamos resolver estes mistérios um dia.” Adam Millward, editor-chefe do Guinness World Records, diz: “Pensar que esta samambaia de aparência inócua possui 50 vezes mais DNA do que os humanos é um lembrete humilhante de que ainda há muito sobre o reino vegetal que não sabemos e que os detentores de recordes nem sempre são os mais vistosos do lado de fora.”
Publicado em 12/06/2024 16h55
Artigo original: