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Quando se trata de prever a abundância de uma espécie, o tamanho do corpo parece ser um preditor fundamental e repetível, com organismos menores ocorrendo em maior número do que os maiores. A ressalva, conhecida como Regra de Bermann, é que em regiões polares predominam organismos de corpo maior. Outros fatores que influenciam a abundância de espécies incluem disponibilidade de luz, disponibilidade de alimentos, competição e predação.
Novas descobertas de uma equipe de pesquisadores em ciências biológicas da Universidade do Arkansas adicionaram um componente genético à nossa compreensão da abundância de espécies.
O tamanho do genoma, a quantidade total de DNA contida em uma cópia de um único genoma completo, também pode ser um forte preditor da abundância de espécies. O artigo examinou diatomáceas, que são algas unicelulares que desempenham um papel importante nas teias alimentares de água doce e marinha. Elas criam ácidos graxos de cadeia longa, como óleo de peixe e outros lipídios, que servem como energia. As moléculas de energia que as diatomáceas produzem sobem na teia alimentar do zooplâncton aos insetos aquáticos, aos peixes e aos humanos.
As diatomáceas também desempenham um papel crítico na fotossíntese, o processo pelo qual o dióxido de carbono é convertido em oxigênio. Estima-se que 20-25 por cento do oxigênio da Terra venha das diatomáceas — mais do que das florestas tropicais e plantas terrestres.
A descoberta principal foi que a temperatura e o tamanho do genoma, não o tamanho do corpo, tiveram a maior influência na taxa máxima de crescimento populacional das diatomáceas. No entanto, o tamanho do corpo ainda importava em latitudes mais frias, conservando a Regra de Bermann.
O artigo “A abundância de diatomáceas nos oceanos polares é prevista pelo tamanho do genoma” foi publicado em Biologia PLoS por um trio de autores do Departamento de Ciências Biológicas: Wade Roberts, pesquisador de pós-doutorado no Laboratório Alverson; Adam Siepielski, professor associado; e Andrew Alverson, professor e diretor do Laboratório Alverson.
Roberts observou que o tamanho do genoma de uma diatomácea é essencial para a função celular e sua capacidade de se adaptar a um ambiente em mudança.
“No fitoplâncton, o tamanho da célula é altamente correlacionado ao tamanho do genoma”, explicou Roberts. “Sabíamos disso há algum tempo. Mas não tínhamos certeza se o tamanho da célula estava direcionando o tamanho do genoma ou vice-versa. Fomos capazes de testar isso diretamente por meio de uma análise de caminho para determinar a direcionalidade. Descobrimos que um aumento no tamanho do genoma levou ao aumento do tamanho da célula. Então, confirmamos que o tamanho do genoma está direcionando o tamanho da célula.”
O tamanho do genoma das diatomáceas pode variar em 50 vezes entre as espécies, mas a maior parte da diferença no material genético é composta de DNA repetido. O DNA codifica as proteínas que são os blocos de construção da vida, mas não está claro como esse DNA repetitivo é utilizado pela célula. Estima-se que apenas cerca de 2% do genoma humano codifica genes.
No geral, os resultados do artigo avançam na compreensão da abundância de espécies ao mostrar que uma única característica emergente fundamental para toda a vida, o tamanho do genoma, pode prever a abundância de espécies em escala global.
“Organismos maiores são mais abundantes em regiões polares”, disse Roberts. “Isso é verdade para mamíferos e outros organismos multicelulares. Mas não sabíamos se isso era verdade para o fitoplâncton. Agora podemos fazer previsões sobre a composição da comunidade com base na temperatura. Isso nos ajudará a prever se diatomáceas maiores serão capazes de persistir em águas mais quentes.”
Em um planeta em aquecimento, isso poderia significar a redução de diatomáceas de células maiores e uma potencial diminuição na produção de oxigênio.
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