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Apesar de décadas de declínio, uma análise genética da perdiz revela que a ave do estado da Pensilvânia abriga mais diversidade genética e conectividade do que o esperado. As descobertas sugerem que a icónica ave de caça poderia ser mantida em números persistentes se fossem implementadas proteções adequadas. O estudo, liderado por pesquisadores da Penn State e da Pennsylvania Game Commission, publicado na revista Ecologia Molecular.
De acordo com os pesquisadores, as populações de perdizes da Pensilvânia diminuíram até 70% desde o início da década de 1960, com as aves na parte sul do estado particularmente afetadas pelo vírus do Nilo Ocidental, que é transmitido por mosquitos, e pela fragmentação do habitat devido ao desenvolvimento. .
“Segundo todas as métricas típicas, a perdiz está em rápido declínio”, disse Julian Avery, professor associado de pesquisa de conservação da vida selvagem na Penn State e coautor do artigo. “No entanto, até agora, ninguém tinha utilizado ferramentas genéticas para investigar os efeitos deste declínio a um nível mais profundo. Ao aplicar a sequenciação do genoma completo, descobrimos que a ave está geneticamente melhor do que suspeitávamos, o que significa que a protecção do habitat e outras intervenções de gestão podem funcionar para proteger esta espécie.”
Leilton Luna, pesquisador de pós-doutorado na Penn State e autor correspondente do artigo, explicou que quando o tamanho da população de um organismo cai muito devido a doenças ou perda de habitat, pode ocorrer endogamia, o que pode levar a um declínio na diversidade genética ao longo do tempo.
“As populações com baixa diversidade genética têm mais dificuldade em evoluir em resposta às mudanças nas condições ambientais e correm maior risco de extinção”, disse Luna. “No caso da perdiz da Pensilvânia, devido ao acentuado declínio populacional, ela certamente não tem as mesmas condições genéticas saudáveis que tinha no passado. Mesmo assim, os níveis atuais de diversidade genética e conectividade nos dão grande esperança para a preservação desta espécie.”
Como passo inicial, a equipe produziu o primeiro genoma de referência de alta qualidade para perdizes. Um genoma de referência, disse Luna, é um exemplo representativo dos genes de um organismo específico.
“Este genoma de referência serve como uma linha de base genética padronizada, facilitando comparações precisas da diversidade do genoma entre indivíduos e populações”, disse Luna. “Além disso, este recurso genômico nos permitirá investigar questões importantes, como se componentes genéticos específicos, como genes adaptados, contribuem para respostas populacionais variadas ao vírus do Nilo Ocidental em diferentes populações de perdizes.”
Para investigar a saúde populacional da perdiz na Pensilvânia, a equipe de pesquisa sequenciou 54 genomas de aves individuais em habitats que estavam fragmentados pelo desenvolvimento e intactos. Os investigadores examinaram os dados da sequência em busca de evidências de fluxo gênico, o que indica que o material genético é facilmente trocado entre as populações migrantes.
“Comparamos cada indivíduo com todos os outros indivíduos que amostramos”, disse Luna. “Ao fazer isso, fomos capazes de dizer se todas as aves pertencem a uma única população geográfica ou a populações diferentes, bem como como fatores ambientais como a fragmentação do habitat e a elevação do terreno moldam a dispersão efetiva das aves e, portanto, a troca dos genes.”
Ele disse que a análise de DNA da equipe forneceu evidências fracas de subdivisão populacional em todo o estado, embora os pesquisadores tenham identificado uma conectividade genética reduzida no sul, onde o habitat da ave é fragmentado pelo desenvolvimento humano.
“Isso nos diz que a população pode não estar tão mal quanto esperávamos”, disse Luna. “Também nos ajudou a informar os gestores da vida selvagem quais as áreas que mais beneficiariam com o desenvolvimento de corredores de habitat. No entanto, é apenas um instantâneo da população neste momento específico. No futuro, esperamos analisar o ADN de espécimes de museus para podemos comparar a diversidade genética e a conectividade das populações de hoje com aquelas de antes da presença do vírus do Nilo Ocidental e antes da fragmentação do habitat.”
Surpreendentemente, disse a equipe, também se deparou com a presença de duas “anomalias” genéticas, chamadas inversões cromossômicas. Isso ocorre quando um segmento de DNA se rompe e se reconecta na ordem inversa.
“Encontramos inversões cromossômicas em alguns dos indivíduos que amostramos, e estas foram encontradas em indivíduos de toda a Commonwealth”, disse o coautor David Toews, professor assistente de biologia na Penn State.
“Os dados são muito claros”, disse ele. “Existem esses dois grandes pedaços do genoma da perdiz que são altamente diferenciados do resto do genoma e não estão associados a nenhum padrão geográfico óbvio entre os pássaros. Isso acrescenta um aspecto divertido à história.”
Toews observou que inversões cromossômicas foram encontradas anteriormente em outras espécies de aves e foram expressas por meio de diferentes padrões de plumagem ou comportamentos mais agressivos, por exemplo. Ele disse que a equipe ainda não sabe como as inversões podem afetar a perdiz. É um tópico que a equipe planeja investigar mais detalhadamente.
Entretanto, disse Toews, as inversões cromossómicas têm implicações importantes para a conservação.
“Superficialmente, todas as perdizes parecem bastante semelhantes, mas na verdade têm profundas diferenças genéticas”, disse ele. “No contexto da conservação, pode ser importante pensar além das espécies em geral para considerar a protecção dos indivíduos com estas variações genéticas”.
Avery observou que a Penn State tem uma longa história de trabalho com agências estaduais – como a Comissão de Caça da Pensilvânia, a Comissão de Pesca e Barcos da Pensilvânia e o Departamento de Conservação e Recursos Naturais da Pensilvânia – para coletar e analisar dados científicos que podem ajudar a informar estratégias de conservação. . Ele disse que as descobertas da equipe sugerem que certas intervenções de manejo podem ajudar a ave a manter populações saudáveis. Esses incluem:
- Criação e manutenção de habitats que conectem funcionalmente regiões e populações florestais
- Avaliar o impacto da caça para garantir a colheita não está a contribuir para o declínio das populações mais vulneráveis
- Implementar monitoramento genético periódico para rastrear mudanças e avaliar se as intervenções no habitat levam a mudanças genéticas positivas
“As perdizes não apenas desempenham um papel importante no ecossistema, mas também são muito interessantes”, disse Avery. “Os machos fazem esse som de bateria na primavera para atrair parceiras. Você pode sentir fisicamente o baixo quando eles estão tamborilando na floresta. Eles também combinam a batida com uma exibição chamativa de penas ornamentais e uma cauda aberta, semelhante à anterior – o melhor desempenho de um pavão macho. Para completar, durante o outono, perdizes desenvolvem essas extensões fascinantes nas escamas dos pés que podem ajudar a aumentar a área de superfície durante os meses de inverno. Eles são simplesmente lindos e bizarros, e eles merecem nossa atenção de conservação.”
Outros autores do artigo incluem Lisa Williams, bióloga da vida selvagem; Kenneth Duren, supervisor da seção de aves de caça; e Reina Tyl, bióloga da vida selvagem, todas da Comissão de Caça da Pensilvânia.
A Comissão de Jogos da Pensilvânia apoiou esta pesquisa.
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