Novas investigações revelaram que centenas de genes de bactérias, fungos e vírus foram integrados em genomas de plantas.
Os genes de micróbios passaram para algas verdes e plantas há centenas de milhões de anos, o que pode ter impulsionado a evolução das plantas da água para a terra, de acordo com um novo estudo, publicado na Molecular Plant esta terça feira.
Os investigadores encontraram quase 600 genes de bactérias, fungos e vírus que foram transferidos para as plantas ao longo do tempo, num processo conhecido como transferência horizontal de genes (HGT).
Muitos deles são uma fonte de características desejáveis para a vida terrestre, de acordo com a Cosmos.
“O nosso estudo muda a visão convencional sobre a evolução das plantas terrestres”, observa o autor sénior Jinling Huang, professor de biologia na Universidade da Carolina Oriental, nos Estados Unidos.
“Suspeitava que a transferência horizontal de genes tinha ajudado as plantas a passar da água para a terra, mas não sabíamos até agora qual era o seu papel“, acrescenta o biólogo.
A transferência horizontal de genes descreve o movimento de material genético entre organismos de diferentes espécies — eventos que são comuns em bactérias e responsáveis pela rápida propagação da resistência aos antibióticos, por exemplo.
No entanto, os seus papéis em organismos multicelulares complexos, tais como plantas e animais, continuam a ser controversos.
Tradicionalmente, os cientistas pensavam que os genes em plantas e animais apenas se deslocaram através da transferência vertical de genes, onde os genes são passados dos pais para os descendentes, e novos genes e traços são obtidos através de mutações.
No entanto, Huang e os seus colegas encontraram provas de estudos anteriores que os levaram a pensar que o HGT nas plantas poderia ser mais comum do que se pensava anteriormente.
Para investigar esta possibilidade, a equipa juntou os genomas de 31 plantas, incluindo espécies dos quatro grupos — musgos, fetos e árvores que florescem ou produzem sementes, bem como carófitas, um grupo de algas verdes mais relacionado com as plantas terrestres modernas.
Utilizando a análise do genoma para comparar as sequências completas de diferentes espécies, procuraram genes em plantas que se tinham originado de bactérias, vírus, fungos ou animais, e encontraram um total de 593 famílias de genes.
Este número é muito maior do que se pensava anteriormente, e foram transferidos especialmente de micróbios, tais como bactérias e fungos.
O estudo indicia que o HGT é ativo em carófitas e em todos os principais grupos de plantas terrestres, embora curiosamente os genes adquiridos mais recentemente sejam muito menos prevalecentes em plantas de semente.
Também foram identificados dois grandes eventos HGT — durante a evolução inicial das carófitas e a origem das plantas terrestres — quando mais de cem famílias de genes saltaram de micróbios para as plantas.
De acordo com os investigadores, estes genes adquiridos podem influenciar a fisiologia e o desenvolvimento das plantas, levando em última análise a uma melhor adaptação das plantas aos seus ambientes, e permitindo-lhes viver em terra.
“A nossa descoberta sugere que o HGT desempenha um papel significativo na evolução da terra-planta”, diz Huang.
“Comparado com as mutações da transferência vertical de genes, o HGT permite que as plantas ganhem novas características rapidamente, e algumas destas novas características podem ajudar as plantas a adaptarem-se a um ambiente bastante diferente, como quando se deslocaram da água para a terra“.
Muitos destes genes são conhecidos por desempenharem funções biológicas importantes nas plantas.
Por exemplo, os genes de embriogénese tardia abundante (LEA), que provêm de bactérias, ajudam as plantas a adaptarem-se a um ambiente mais seco.
O gene transportador de amónio, adquirido a partir de fungos, ajuda as plantas a absorver o azoto do solo para o seu crescimento.
Em seguida, a equipa planeia explorar mais os genes transferidos em briófitas, que é o grupo vegetal que inclui os musgos.
Muitos genes estrangeiros nestas plantas têm funções desconhecidas, e uma investigação futura poderá ajudar a identificar genes úteis que possam um dia ser transferidos para as culturas para as aumentar.
