Grandes mudanças evolutivas estão associadas a muitas pequenas diferenças

A versão da evolução proposta por Charles Darwin concentrava-se em mudanças lentas e incrementais que só gradualmente conduziam ao tipo de diferenças que separam as espécies. Mas isto não exclui a possibilidade de mudanças repentinas e dramáticas. Na verdade, algumas diferenças tornam difícil compreender como poderá ser um estado de transição, sugerindo que poderá ser necessário um grande salto.

Um novo estudo analisa uma grande mudança: a mudança da postura de ovos para nascimentos vivos num grupo de espécies de caracóis relacionadas. Ao sequenciar os genomas de vários caracóis, os investigadores identificaram alterações no ADN associadas à postura dos ovos. Acontece que um grande número de genes está associado à mudança, apesar da sua natureza dramática.

Desista dos ovos

Os caracóis em questão estão presentes Sexo chamado LitorinaQue está amplamente distribuído pelo Oceano Atlântico Norte. Muitas dessas espécies põem ovos, mas algumas delas nascem vivas. Nestas espécies, o órgão que cobre os ovos com uma geleia rica em proteínas, noutras espécies, funciona como uma incubadora, permitindo que os ovos se desenvolvam até que os jovens caracóis possam rastejar para fora das conchas dos seus pais. Pensa-se que isto seja uma vantagem para os animais que possam ter de pôr os seus ovos em ambientes inadequados à sua sobrevivência.

A espécie que põe ovos é tão semelhante aos seus parentes que às vezes se pensa que é simplesmente uma variante da espécie que põe ovos. Tudo isto sugere que os nados-vivos evoluíram há relativamente pouco tempo, dando-nos uma boa oportunidade para compreender as alterações genéticas que lhes permitiram fazê-lo.

Portanto, uma grande equipe internacional de pesquisadores sequenciou os genomas de mais de 100 caracóis individuais, tanto botando ovos quanto dando à luz vivos. Os dados resultantes foram usados ​​para analisar coisas como o grau de parentesco entre as diferentes espécies e quais alterações genéticas estão associadas ao nascimento vivo.

Os resultados indicam que existem dois grupos distintos de espécies que se reproduzem através de nascidos vivos. Ou seja, na árvore evolutiva destes tipos de caracóis, existe um ramo repleto de espécies que põem ovos que separa dois grupos que dão origem a caracóis vivos. Normalmente, esta estrutura é vista como uma indicação de que os nascidos vivos evoluíram duas vezes, uma vez para cada um dos dois grupos.

Mas este não parece ser o caso aqui, por razões que discutiremos.

Muitas diferenças

Separadamente, os pesquisadores procuraram regiões do genoma associadas aos nascidos vivos. E eles encontraram muitos deles – 88 no total. Estas 88 regiões foram identificadas em ambos os grupos de organismos, e as sequências de DNA dentro delas eram muito semelhantes. Isto sugere que essas regiões tiveram uma origem única e foram preservadas em ambas as linhagens.

Uma possibilidade de explicar isto é que um grupo de animais vivos voltou a pôr ovos em algum momento da sua evolução. Alternativamente, a hibridização entre poedeiras e nascidos vivos poderia ter permitido que essas diferenças se espalhassem dentro da população que põe ovos, eventualmente reativando os nascidos vivos quando um número suficiente deles estava presente em animais individuais, produzindo uma linha separada de nascidos vivos.

As 88 regiões identificadas como nados-vivos continham muito pouca diversidade genética, sugerindo que uma variante genética específica em cada região é tão benéfica que varreu a população, eliminando todas as outras versões do trecho de ADN. No entanto, detectaram algumas diferenças distintas que são raras fora das populações que põem ovos, o suficiente para permitir aos investigadores estimar a idade em que estas partes do ADN foram submetidas à seleção evolutiva.

A resposta varia dependendo de qual dos 88 fragmentos você olha, mas varia de cerca de 10 mil a 100 mil anos atrás. Esta variação sugere que as regiões genéticas que permitem nascimentos vivos foram gradualmente reunidas ao longo de muitos anos – tal como sugere a visão tradicional da evolução.

Os investigadores reconhecem que pelo menos algumas destas áreas provavelmente evoluíram depois dos nascimentos vivos já se terem tornado a norma, simplesmente melhorando a eficiência da incubação interna. Não há como saber quantas (ou quais) variáveis ​​devem estar presentes antes que os nascimentos vivos sejam possíveis. No entanto, os pesquisadores agora têm uma extensa lista de genes para analisar melhor as coisas.

Ciência, 2024. DOI: 10.1126/science.adi2982 (Sobre IDs digitais).