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Existem plantas com flores que têm a capacidade de se autopolinizar, o que significa que podem fertilizar-se sem um parceiro. Uma vantagem biológica da autopolinização, também conhecida como “autofecundação”, é que um indivíduo dessas plantas pode povoar áreas inteiras sozinho. No entanto, a autofecundação também tem claras consequências negativas para as plantas – em primeiro lugar, a perda da variabilidade genética e da aptidão biológica das espécies. Assim, muitas plantas com flores possuem mecanismos para prevenir a autofecundação, por exemplo, reconhecendo e rejeitando seu próprio pólen. Os biólogos se referem a isso como autoincompatibilidade.
De tempos em tempos, acontece que a autoincompatibilidade se perde naturalmente e as plantas adquirem a capacidade de se autopolinizar. Os casos conhecidos incluem, por exemplo, algumas espécies crucíferas. Nesta família de plantas, os genes que são cruciais para tornar uma planta auto-incompatível são bem conhecidos. Até agora, os pesquisadores assumiram que as mutações de perda de função nesses “S–genes” explicou a perda de auto-incompatibilidade. Em um estudo de cruzamento publicado em Natureza Comunicaçõesecologistas evolutivos de Konstanz apresentam evidências de um mecanismo diferente no agrião-da-areia (Arabidopsis lyrata), envolvendo o que é conhecido como um gene modificador.
“Os autopolinizadores têm um potencial aumentado para estabelecer populações autossustentáveis fora de sua área natural como espécies invasoras e podem sobreviver sem insetos polinizadores. Portanto, uma melhor compreensão dos mecanismos que podem levar os polinizadores cruzados a se tornarem autopolinizadores é de grande importância. relevância ecológica”, explica Marc Stift, ecologista evolutivo da Universidade de Konstanz e um dos autores do estudo.
Algo não se encaixou
Já se suspeitava que um gene modificador – ou seja, um gene que afeta a expressão de outro gene espacialmente separado – poderia desempenhar um papel no agrião-da-areia. No entanto, até agora não havia dados para confirmar essa ideia. Os pesquisadores baseados em Konstanz, portanto, conduziram um experimento extenso: eles cruzaram indivíduos de populações de agrião-da-areia auto-incompatíveis e auto-compatíveis em todas as combinações possíveis. Posteriormente, eles determinaram o sistema de reprodução de mais de 1.500 progênies e o vincularam a dados genéticos sobre as variantes do gene S (alelos S) que esses descendentes herdaram.
Uma das descobertas do pesquisador foi que os cruzamentos entre polinizadores cruzados e autopolinizadores podem levar a ambas as formas de sistema de reprodução na progênie, com os alelos S do parceiro autoincompatível sendo cruciais. Assim, também no agrião, o gene S desempenha um papel na perda de auto-incompatibilidade. No entanto, os pesquisadores não encontraram evidências de que esse papel funcional fosse explicado por uma mutação de perda de função.
Em outras palavras, os genes de auto-reconhecimento estavam de alguma forma envolvidos na quebra da auto-incompatibilidade no agrião-da-areia, mas não pelo mesmo mecanismo conhecido em outras espécies. Pelo contrário: “Na verdade, nossos experimentos revelaram descendência com genes de auto-reconhecimento idênticos, alguns dos quais eram auto-incompatíveis e outros completamente auto-férteis”, diz Yan Li, que conduziu os experimentos de cruzamento para seus estudos de doutorado em Constança. Isso fornece fortes evidências para o mecanismo alternativo anteriormente não comprovado envolvendo um gene modificador. “Agora teremos que descobrir se esse mecanismo é exclusivo do agrião ou se também levou à transição de polinizador cruzado para autopolinizador em outras espécies de plantas”, acrescenta Stift.
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