A mudança climática afeta a diversidade genética de uma espécie

Quais efeitos as mudanças climáticas têm na diversidade genética dos organismos vivos? Em um estudo liderado pela Charité – Universitätsmedizin Berlin, uma equipe internacional de pesquisadores estudou o genoma da marmota alpina, um remanescente da idade do gelo que agora vive em grande número no prado alpino de alta altitude.

A informação é de Charité – Universitätsmedizin Berlin, publicada por EcoDebate, 24-05-2019. A tradução e edição são de Henrique Cortez.

Os resultados foram inesperados: a espécie foi considerada a menos geneticamente diversa de qualquer mamífero selvagem estudado até o momento. Uma explicação foi encontrada no passado genético das marmotas. A marmota alpina perdeu sua diversidade genética durante eventos climáticos relacionados à idade do gelo e não conseguiu recuperar sua diversidade desde então. Os resultados deste estudo foram publicados na revista Current Biology.

Um grande roedor da família do esquilo, a marmota alpina vive no terreno montanhoso de alta altitude encontrado além da linha das árvores. Uma equipe internacional de pesquisadores decifrou com sucesso o genoma do animal e descobriu que os animais testados são geneticamente muito semelhantes. De fato, a diversidade genética do animal é menor que a de qualquer outro mamífero silvestre cujo genoma tenha sido geneticamente sequenciado. “Ficamos muito surpresos com essa descoberta. A baixa diversidade genética é encontrada principalmente entre espécies altamente ameaçadas, como, por exemplo, o gorila-das-montanhas. Os números populacionais da marmota alpina, no entanto, estão na casa das centenas de milhares, razão pela qual a espécie não é considerada em risco ”, explica o Prof. Dr. Markus Ralser, diretor do Charité. O Instituto de Bioquímica e o investigador com responsabilidade geral pelo estudo, co-liderado pelo Instituto Francis Crick.

Como a baixa diversidade genética da marmota alpina não poderia ser explicada pelos hábitos atuais de vida e reprodução do animal, os pesquisadores usaram a análise baseada em computador para reconstruir o passado genético da marmota. Depois de combinar os resultados de análises genéticas abrangentes com dados de registros fósseis, os pesquisadores chegaram à conclusão de que a marmota alpina perdeu sua diversidade genética como resultado de múltiplas adaptações relacionadas ao clima durante a última era glacial. Uma dessas adaptações ocorreu durante a colonização do animal da estepe do Pleistoceno no início da última era glacial (entre 110.000 e 115.000 anos atrás). Um segundo ocorreu quando a estepe do Pleistoceno desapareceu novamente no final da era glacial (entre 10.000 e 15.000 anos atrás).

Desde então, as marmotas habitaram as pastagens de alta altitude dos Alpes, onde as temperaturas são semelhantes às do habitat da estepe do Pleistoceno. Os pesquisadores encontraram evidências que sugerem que a adaptação da marmota às temperaturas mais frias da estepe do Pleistoceno resultou em maior tempo de geração e uma diminuição na taxa de mutações genéticas. Estes desenvolvimentos significaram que os animais foram incapazes de regenerar efetivamente sua diversidade genética. Os resultados gerais sugerem que a taxa de evolução do genoma é excepcionalmente baixa em marmotas alpinas. Estes desenvolvimentos significaram que os animais foram incapazes de regenerar efetivamente sua diversidade genética. Os resultados gerais sugerem que a taxa de evolução do genoma é excepcionalmente baixa em marmotas alpinas. Estes desenvolvimentos significaram que os animais foram incapazes de regenerar efetivamente sua diversidade genética. Os resultados gerais sugerem que a taxa de evolução do genoma é excepcionalmente baixa em marmotas alpinas.

Comentando sobre o significado de seus resultados, o Prof. Ralser diz: “Nosso estudo mostra que as mudanças climáticas podem ter efeitos extremamente duradouros sobre a diversidade genética de uma espécie. Isso não havia sido mostrado anteriormente em detalhes tão claros. Quando uma espécie apresenta pouca diversidade genética, isso pode ser devido a eventos climáticos que ocorreram há muitos milhares de anos ”, acrescenta ele:“ É notável que a marmota alpina tenha conseguido sobreviver por milhares de anos, apesar de sua baixa diversidade genética ”. Afinal, a falta de variação genética pode significar uma capacidade reduzida de adaptação à mudança, tornando a espécie afetada mais suscetível a ambas as doenças e condições ambientais alteradas – incluindo mudanças no clima local. ”

Resumindo as descobertas do estudo, o Prof. Ralser explica: “Devemos levar a sério os resultados do estudo, pois podemos ver advertências semelhantes do passado. No século XIX, o pombo-passageiro era uma das espécies mais abundantes de aves terrestres no Hemisfério Norte, mas foi completamente destruído em apenas alguns anos. É possível que a baixa diversidade genética tenha desempenhado um papel nisso. ” Descrevendo seus planos para novas pesquisas, ele acrescenta: “Um próximo passo importante seria estudar mais de perto outros animais que, como a marmota alpina, conseguiram sobreviver à era glacial. Esses animais podem ficar presos em um estado similar de baixa diversidade genética. Atualmente, as estimativas do risco de extinção de uma determinada espécie são baseadas principalmente no número de animais capazes de reprodução. Devemos reconsiderar se esse deve ser o único critério que usamos”.

Referência:

Gossmann et al., Ice-Age Climate Adaptations Trap the Alpine Marmot in a State of Low Genetic Diversity, Current Biology. 2019 May 20;(29): 1-9. DOI: 10.1016/j.cub.2019.04.020

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