Amborella trichopoda ajuda a revelar características das primeiras plantas com floração

As plantas com floração, ou angiospermas, são o maior grupo de plantas, contendo mais de 300 000 espécies vivas. Todas estas espécies descendem de um único e mais recente antepassado comum (MRCA), que provavelmente viveu há cerca de 225 a 140 milhões de anos. A sua data exacta é ainda bastante incerta! Infelizmente, não temos um fóssil do MRCA das angiospermas vivas, e mesmo que tivéssemos, sem uma série de fósseis ligando-o a grupos vivos, talvez não o reconhecêssemos como tal. No entanto, também podemos usar espécies vivas para reconstruir os caracteres das primeiras plantas em flor. Para isso, precisamos primeiro fazer uma árvore evolutiva precisa a partir das sequências de DNA das angiospérmicas vivas. Em seguida, mapeamos seus estados de caráter nesta árvore para deduzir os estados de caráter mais prováveis no MRCA do angiospermas. Os caracteres que podem ser reconstruídos desta forma incluem a morfologia, anatomia, fisiologia e até mesmo a ecologia das primeiras angiospermas. A árvore genealógica do angiospermas (Fig. 1) revela-se muito assimétrica: suas primeiras bifurcações levam, de um lado, a grupos contendo muito poucas espécies. Com efeito, o ramo provavelmente mais basal da árvore do angiospermas leva à espécie Amborella trichopoda, uma única espécie viva. Este arbusto, endémico do sub-bosque da ilha tropical da Nova Caledónia, é assim a provável irmã de todas as outras ~300 000 angiospermas vivas. Juntamente com os representantes das próximas duas linhagens de angiospermas precoces, Nymphaeales (lírios de água e seus parentes próximos) e Austrobaileyales, Amborella tem uma importância especial para a reconstrução dos estados de caráter em angiospermas precoces.

Um esquema da árvore filogenética do angiospermas, mostrando a posição basal de Amborella.
Fig 1. Um esquema da árvore filogenética do angiospermas, mostrando a posição basal de Amborella. Todos os gêneros (nomes em itálico) no grau ANA (ANA para Amborellales, Nymphaeales e Autrobaileyales) são mostrados, assim como as famílias (nomes terminados em “aceae”) e ordens (nomes terminados em “ales”) às quais pertencem. Números aproximados de espécies são mostrados entre parênteses.

Dois artigos apresentados na capa da edição de março de AoB (Fig. 2) usam dados de Amborella e outras angiospermas precoces para tentar reconstruir as características do angiosperm MRCA. No primeiro destes trabalhos, de Fogliani et al., a conclusão parece clara. As primeiras angiospermas parecem ter possuído sementes nas quais estava presente um mecanismo de dormência que se baseava tanto em componentes morfológicos como fisiológicos. Este mecanismo funcionava para retardar a germinação das sementes e assim optimizar as suas hipóteses de sobrevivência. Este tipo de dormência ainda está presente em Amborella e no gênero Trithuria desde a segunda mais antiga ordem angiospérmica divergente Nymphaeales.

Amborella flores e drupas (pedras carnudas e indeiscentes),
Fig. 2. Amborella flowers and drupes (carnhy indehiscent stone-fruits), como descrito por Angeret al. e Fogliani et al., a partir da capa da edição de Março da AoB. As flores ilustradas são incomuns para Amborella pois mostram um fenótipo bissexual que surge em alguns indivíduos machos da população.

No segundo trabalho, Anger et al. tentam deduzir o tipo de sistema de reprodução nas primeiras angiospermas. As flores das primeiras angiospermas continham órgãos reprodutores masculinos e femininos, como é o caso da maioria das angiospermas que vivem hoje, ou estas plantas eram dióicas, um estado em que apenas flores masculinas ou apenas femininas são produzidas em cada indivíduo? Curiosamente, a Amborella é bastante incomum entre as angiospermas basais por ser dióica. Este estado de caráter resulta em uma situação ambígua na qual atualmente é impossível concluir se o MRCA das angiospérmicas vivas era dióico ou produzia flores de ambos os sexos. No entanto, Anger et al. sugerem um método através do qual mais trabalho pode lançar luz sobre esta questão. Esses autores mostram que uma população de Amborella cultivada com sementes contém uma proporção de 1:1 entre homens e mulheres, e que o sexo dos indivíduos é estável entre as estações de floração. Concluem, a partir dessas observações, que a diose em Amborella deve ser determinada por um par de cromossomos sexuais segregadores. Anger et al. continuam a sugerir métodos baseados na bioinformática que poderiam ser usados para datar a origem da determinação do sexo cromossômico em Amborella. Esta data de origem deve ajudar a refinar futuras reconstruções do sistema reprodutor do MRCA de angiospermas vivos.

No presente, Amborella é o único angiospermas em fase inicial cujo genoma foi totalmente sequenciado. No entanto, melhorias na tecnologia de sequenciamento de DNA tornam provável que vários genomas de outras angiospermas precoces se tornem disponíveis em breve. Além disso, podemos esperar que genomas completos de um maior número de gimnospermas (coníferas e seus aliados) serão sequenciados em breve. As gimnospermas são os parentes vivos mais próximos das angiospermas e formam um ponto de referência externo vital para o estudo da origem das angiospermas. Todos esses dados moleculares extras devem ajudar a identificar as características das plantas de floração precoce. Podem também lançar luz sobre a questão mais difícil de como as primeiras plantas de floração evoluíram de um antepassado actualmente desconhecido, mas presumivelmente ginasospermas.

Charlie Scutt Charlie Scutt estudou ciências vegetais nas universidades de Reading e Durham antes de fazer pesquisas de pós-doutoramento em Leeds e Lyon. Atualmente é Diretor de Pesquisa do CNRS francês, baseado na Ecole Normale Supérieure de Lyon. Ele trabalha principalmente na origem e na evolução precoce das plantas floridas.

Site profissional http://www.ens-lyon.fr/RDP/spip.php?rubrique4&lang=pt

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