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A seleção natural é geralmente entendida no contexto da mudança. Quando os organismos se desviam da norma, podem obter vantagens que permitem que as suas linhagens sobrevivam às dos seus parentes menos adaptáveis.
Mas uma nova pesquisa da Universidade Estadual de Michigan sugere que a seleção natural também tem o poder de manter as coisas iguais.
“Sempre falamos sobre a vasta diversidade da vida e deveríamos fazê-lo. É incrível. A seleção natural nos deu muita dessa diversidade, provavelmente a maior parte dela”, disse Jeff Conner, professor da Faculdade de Ciências Naturais e da WK Kellogg. Estação Biológica, ou KBS. “Mas a seleção natural também pode causar semelhanças”.
Conner também é membro do corpo docente do Departamento de Biologia Vegetal e do programa Ecologia, Evolução e Comportamento da MSU, ou EEB. Além disso, ele atua como presidente eleito da Sociedade Americana de Naturalistas.
Conner e sua equipe publicaram um novo relatório na revista Novo Fitologista isso expande a compreensão da ciência sobre a seleção natural em face de outro mecanismo evolutivo chamado restrição genética.
A ideia por trás da restrição é que, à medida que as espécies evoluem, elas podem perder flexibilidade genética em determinadas áreas. Isso faz com que características específicas se estabilizem e persistam através das gerações.
Grosso modo, então, é tentador pensar na seleção natural como o acelerador da evolução, impulsionando características e restrições diferentes ou divergentes como freios, mantendo ou conservando semelhanças.
“Nosso trabalho inverte um pouco o roteiro”, disse Conner. “Estamos sugerindo que a seleção também pode desacelerar as coisas, que pode causar semelhanças e também diferenças.”
Durante o processo de revisão por pares, o trabalho foi descrito como um projeto fascinante que desafiou suposições de longa data.
Seleção e restrição de sondagem
Este novo artigo baseia-se em outro relatório do grupo de Conner do início deste ano, liderado pelo estudante de pós-graduação Robin Waterman. Esse trabalho foi publicado na revista Evolução e primeiro sugeriu que a seleção poderia ser responsável pela conservação das características.
Mas os pesquisadores ainda precisavam descartar contribuições de restrição, o que fizeram no Novo Fitologista relatório.
Em ambos os estudos, os investigadores basearam-se no rabanete selvagem como organismo modelo, mas a planta é também uma erva daninha altamente prejudicial na agricultura, especialmente nos campos de trigo na Austrália e no sudeste dos Estados Unidos.
Em ambas as publicações, os investigadores estudaram uma característica definidora do rabanete selvagem, que é o comprimento dos seus estames, ou partes produtoras de pólen. Dois de seus seis estames são curtos e quatro são longos.
Essa característica ou característica também é amplamente compartilhada pelos quase 4.000 parentes do rabanete selvagem na família da mostarda. Isso inclui Arabidopsis thaliana, outro importante organismo modelo; mostarda de alho, uma espécie invasora nos Estados Unidos; e muitas culturas como couve, couve-flor e couve de Bruxelas.
Assim, embora os investigadores se tenham concentrado na biologia fundamental nestes dois relatórios, o seu trabalho também poderá inspirar estudos futuros para beneficiar cientistas e agricultores em todo o mundo.
Para avaliar a influência da seleção e da restrição no traço distintivo do estame desta família, a equipe recorreu ao que é chamado de seleção artificial. Ou seja, eles criaram seletivamente rabanetes selvagens cujos estames estavam mais próximos do mesmo comprimento para tentar mudar essa característica.
“Talvez o melhor método para testar restrições de curto prazo seja a seleção artificial, porque se uma característica responder à seleção artificial, ela claramente poderá evoluir”, escreveu a equipe. “Mas se a característica não responder, há uma restrição causada pela falta de variação genética”.
A característica não apenas respondeu, mas também muito rapidamente. A equipe reduziu a diferença no comprimento dos estames em mais de 30% durante seus experimentos.
“Esta família de plantas manteve esta característica de quatro comprimentos e dois curtos ao longo de 50 milhões de anos e podemos eliminar um terço da diferença em cinco gerações, o que seria de cinco anos”, disse Conner. “Meu palpite é que se continuássemos, voltaríamos a ter seis estames de igual comprimento.”
Os ancestrais desta família tinham estames de igual comprimento e algumas espécies dentro da família voltaram a ter comprimentos iguais ao longo do tempo. Mas o rabanete selvagem e a maioria dos seus parentes evoluíram – e mantiveram – o motivo de quatro comprimentos e dois comprimentos, provavelmente graças à seleção natural.
Os pesquisadores acreditam que o estame de diferentes comprimentos dá à espécie uma vantagem no que diz respeito à forma como os polinizadores interagem com a planta, mas não têm certeza de qual é exatamente essa vantagem. Trabalhando com alunos de graduação e professores de ensino fundamental e médio por meio de seu laboratório na KBS, Waterman e Conner desenvolveram experimentos para investigar isso.
Portanto, o rabanete selvagem ainda guarda alguns mistérios, mas é um poderoso lembrete do poder da seleção natural.
“A seleção natural é muito importante”, disse Conner. “Muitas coisas que as pessoas pensavam que a seleção não poderia fazer, estamos aprendendo que a seleção pode fazer.”
Este trabalho foi apoiado pela National Science Foundation. A equipe de pesquisa também incluiu membros da Universidade Estadual de Washington, da Universidade de Lanzhou na China, do Distrito de Conservação de Recursos do Condado de Napa, da Universidade de Shippensburg, da Universidade de Auburn em Montgomery e do Reed College.
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