Genoma do urso-das-cavernas sequenciado graças a minúsculo osso com 360 mil anos

Investigadores sequenciaram o genoma do urso-das-cavernas graças a um pequeno osso com 360 mil anos. A história evolutiva deste animal mudou drasticamente.

Os ursos-das-cavernas eram enormes ursos herbívoros que vagueavam pela Europa e norte da Ásia e foram extintos há cerca de 25 mil anos. Eles hibernavam em cavernas durante o inverno. Era uma época perigosa, pois aqueles que não engordavam o suficiente durante o verão não sobreviveriam à hibernação.

Como resultado, muitas cavernas na Europa e no norte asiático estão agora cheias de ossos de ursos-das-cavernas, cada uma contendo potencialmente milhares de espécimes. Num novo estudo publicado recentemente na revista Current Biology, uma equipa de investigadores analisou um osso de uma caverna nas montanhas do Cáucaso.

Os cientistas recuperaram o genoma de um urso-das-cavernas com 360.000 anos, revelando novos detalhes da história evolutiva do animal e quase reescrevendo toda a sua árvore evolutiva. Além do que nos pode dizer sobre a evolução dos ursos-das-cavernas, esta descoberta é um grande avanço para o campo do ADN antigo.

Após a morte, o ambiente em que um animal morre afeta fortemente a velocidade com que os seus tecidos se degradam. Vemos isto todos os dias nas nossas cozinhas – alimentos deixados de fora num dia quente estragam rapidamente, mas os mesmos alimentos armazenados no congelador podem durar meses.

O ADN não é diferente, ele sobrevive por muito tempo nas condições quase perfeitas do permafrost. Mas quanto mais quentes as condições de armazenamento, mais rápido o ADN se degradará a um estado em que não será mais reconhecível como o produto original.

Mesmo que o ADN tenha sobrevivido todo este tempo, um grande desafio para a recuperação do paleogenoma é que as amostras antigas também costumam estar altamente contaminadas com ADN microbiano do ambiente externo.

Elas normalmente superam o ADN da amostra, o que aumenta o custo do sequenciamento do genoma num fator de 100. Isto torna a maioria do sequenciamento do paleogenoma de amostras antigas simplesmente demasiado caro para se realizar.

Mas uma descoberta recente no campo do ADN antigo mudou as coisas. Um osso particular do esqueleto dos mamíferos – o osso petroso, localizado atrás da orelha – parece ser mais resistente à contaminação do ambiente externo, potencialmente devido à sua densidade extremamente alta.

Em estudos anteriores, a equipa usou ossos petrosos para sequenciar os genomas de ursos-das-cavernas extintos muito mais jovens. Alguns deles continham até 70% de ADN.

Os investigadores questionaram-se se essa era a maneira de recuperar paleogenomas ainda mais antigos. Então, selecionaram um osso petroso do urso-da-caverna datado de 360.000 anos atrás, no período geológico conhecido como Plistocénico Médio, e levaram-no para o laboratório.

Dezenas de milhares de sequências, cerca de 3,6% dos dados, mostraram combinações com o urso polar. No total, foram produzidos cerca de 2,1 mil milhões de pares de bases – pedaços individuais de código genético – do genoma deste antigo urso-das-cavernas.

Estudos paleontológicos e de ADN antigo encontraram grupos distintos de ursos-das-cavernas, alguns até considerados espécies distintas. Muitas dessas evidências genéticas vêm do ADN mitocondrial herdado da mãe, que representa apenas uma pequena parte do ADN total de um animal.

Os autores construiram uma nova árvore genealógica evolutiva dos ursos-das-cavernas a partir dos seus genomas inteiros e compararam com a mesma árvore gerada a partir do ADN mitocondrial.

Para sua surpresa, as duas árvores eram quase completamente diferentes. Numa única análise, essencialmente reescreveram a compreensão da evolução dos ursos-das-cavernas. Descobriu-se que as relações evolutivas entre os ursos-das-cavernas baseadas apenas na linhagem materna são muito diferentes do que quando observamos todo o seu ADN.

Os resultados mostraram que as três linhagens principais de urso-das-cavernas começaram a divergir há cerca de um milhão de anos, ao mesmo tempo que os seus parentes mais próximos, os ursos polares e os ursos pardos, divergiram entre si. Curiosamente, esta foi uma época em que as eras glaciais tornaram-se mais longas e intensas, o poderá ter sido um fator impulsionador da evolução destes ursos.

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