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A superfície da Terra é coberta por plantas. Eles constituem a maior parte da biomassa terrestre e apresentam uma ampla diversidade, de musgos a árvores. Esta espantosa biodiversidade surgiu devido a um evento evolutivo fatídico que aconteceu apenas uma vez: a terrestrialização das plantas. Isto descreve o ponto em que um grupo de algas, cujos descendentes modernos ainda podem ser estudados em laboratório, evoluiu para plantas e invadiu terras ao redor do mundo. Um grupo internacional de pesquisadores, liderado por uma equipe da Universidade de Göttingen, gerou dados de expressão genética em grande escala para investigar as redes moleculares que operam em uma das algas parentes mais próximas das plantas terrestres, uma humilde alga unicelular chamada Mesotaênio endlicherianum. Seus resultados foram publicados em Plantas da Natureza.
Usando uma cepa de Mesotaênio endlicherianum que foi mantido seguro na Coleção de Cultura de Algas da Universidade de Göttingen (SAG) por mais de 25 anos e na configuração experimental única lá, os pesquisadores expuseram Mesotaênio endlicherianum a uma faixa contínua de diferentes intensidades de luz e temperaturas. Janine Fürst-Jansen, pesquisadora da Universidade de Göttingen, afirma: “Nosso estudo começou examinando os limites da resiliência da alga – tanto à luz quanto à temperatura. Nós a submetemos a uma ampla faixa de temperatura de 8 °C a 29 °C . Ficamos intrigados quando observamos a interação entre uma ampla temperatura e tolerância à luz com base em nossa análise fisiológica aprofundada.” A forma como as algas respondem não foi investigada apenas a nível morfológico e fisiológico, mas também através da leitura da informação de cerca de 10 mil milhões de fragmentos de ARN. O estudo utilizou análise de rede para investigar o comportamento compartilhado de quase 20 mil genes simultaneamente. Nestes padrões partilhados, foram identificados “genes centrais” que desempenham um papel central na coordenação da expressão genética em resposta a vários sinais ambientais. Esta abordagem não só ofereceu informações valiosas sobre como a expressão genética das algas é regulada em resposta a diferentes condições, mas, combinada com análises evolutivas, como estes mecanismos são comuns tanto às plantas terrestres como aos seus parentes algas.
O professor Jan de Vries, da Universidade de Göttingen, afirma: “O que há de tão único neste estudo é que a nossa análise de rede pode apontar para caixas de ferramentas inteiras de mecanismos genéticos que não eram conhecidos por operar nestas algas. E quando olhamos para estas caixas de ferramentas genéticas, , descobrimos que eles são compartilhados ao longo de mais de 600 milhões de anos de evolução de plantas e algas!” Como explica Armin Dadras, estudante de doutorado na Universidade de Göttingen: “Nossa análise nos permite identificar quais genes colaboram em várias plantas e algas. padrões evolutivos e revela como certas ‘notas’ genéticas essenciais permaneceram consistentes em uma ampla gama de espécies de plantas, bem como melodias atemporais que ressoam em diferentes gêneros musicais.”
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