As Ilhas Galápagos são há muito tempo um dos locais mais importantes para o estudo da evolução. Quando Charles Darwin visitou as ilhas em 1835 a bordo do HMS o beagleEle coletou uma variedade de pássaros e voltou para a Inglaterra com eles. A princípio, ele acreditava que os espécimes incluíam pardais, pica-paus, tentilhões – e um único chapim. Mais tarde, os cientistas determinaram que os pássaros eram todos tentilhões intimamente relacionados, cujos bicos de formatos diferentes evoluíram para diferentes alimentos.
Os tentilhões acabaram se tornando uma evidência poderosa da teoria da evolução de Darwin pela seleção natural. A teoria explica como as populações podem mudar lentamente porque os indivíduos com características adequadas ao seu ambiente têm maior probabilidade de sobreviver e se reproduzir.
Os pássaros também exibem um processo conhecido como evolução paralela. Neste processo, os organismos desenvolvem independentemente soluções semelhantes para os desafios ambientais, embora as alterações genéticas subjacentes possam ser diferentes.
Arquipélago de Darwin revela evolução contínua
Professor Michael D. do Museu Universitário da Universidade Norueguesa de Ciência e Tecnologia (NTNU). “Mais de 150 anos depois do trabalho de Darwin nas Galápagos ter mudado a nossa compreensão da vida na Terra, estas ilhas continuam a revelar nova biologia”, diz Martin.
Martin faz parte de uma grande equipe de pesquisa internacional que inclui cientistas do Royal Botanic Gardens, Kew; Universidade da Califórnia, Davis; Universidade de Copenhague; Fundação Charles Darwin, Galápagos; Universidade da Geórgia, Atenas; Universidade da Colúmbia Britânica; e diversas outras instituições.
A equipe investigou a evolução EscalesiaUm grupo de plantas comumente conhecidas como Margaridas Gigantes de Galápagos. Seus resultados foram publicados recentemente Comunicação da natureza.
A Margarida Gigante de Galápagos evoluiu rapidamente
“Tal como os famosos tentilhões de Darwin, estas plantas evoluíram rapidamente depois de chegarem às Galápagos vindas do continente sul-americano”, explica Vanessa Beeker, investigadora do Royal Botanic Gardens, Kew, e primeira autora da nova publicação.
Escalesia Gênero de planta relativamente jovem. Todas as espécies que existem hoje surgiram nos últimos milhões de anos. Apesar dessa curta história evolutiva, as plantas adaptaram-se a habitats notavelmente diferentes em toda a ilha, incluindo florestas húmidas de terras altas e terras baixas quentes e secas.
“A aparência das diferentes espécies varia dramaticamente, desde arbustos baixos até árvores altas. O mais marcante são as folhas, que variam de grandes e inteiras a pequenas e profundamente lobadas”.
Essas folhas lobadas geralmente têm bordas serrilhadas e complexas. Os cientistas acreditam que a forma pode ajudar as plantas a sobreviver em condições secas e quentes, limitando a perda de água e libertando calor de forma mais eficiente. Até agora, porém, as mudanças genéticas por trás desta adaptação não eram claras.
Genes diferentes produzem o mesmo formato de folha
Os pesquisadores analisaram cada genoma completo conhecido Escalesia Espécies Seus resultados mostram que folhas profundamente lobadas evoluíram independentemente várias vezes em ramos individuais. Escalesia árvore genealógica
As descobertas também sugerem que novas espécies podem estar evoluindo hoje. numerosos Escalesia As populações podem representar linhagens evolutivas separadas que os cientistas ainda não reconheceram formalmente.
“Ainda mais surpreendente foi que cada vez que esta característica evoluiu, o fez através de genes diferentes – embora todos pertençam ao mesmo sistema biológico que controla o desenvolvimento das folhas”, disse Bicker.
“Isto fornece um exemplo claro de evolução paralela: a natureza alcançou a mesma solução várias vezes, mas através de caminhos genéticos diferentes. Em vez de ser controlada por um único ‘gene mestre’, a evolução parece recorrer a toda uma rede de genes em interação, ajustando diferentes elementos para produzir resultados semelhantes.”
Em vez de depender de um único gene para determinar a forma das folhas, a evolução parece alterar partes de uma rede genética mais ampla. Estas alterações genéticas individuais podem, em última análise, produzir características físicas semelhantes.
A descoberta dá aos cientistas uma imagem mais clara de como características complexas podem aparecer repetidamente em populações não relacionadas ou em diferentes ramos da mesma família evolutiva.
A evolução ainda pode criar novas espécies
Evidências genéticas sugerem que sua história evolutiva Escalesia não acaba
“As populações da mesma espécie apresentam grandes diferenças genéticas e estiveram isoladas umas das outras por longos períodos de tempo. Isso significa que novas espécies podem estar em processo de formação. Escalesia As populações podem representar linhagens evolutivas distintas que ainda não foram formalmente descritas”, diz Martin.
Dado que estas populações isoladas podem seguir caminhos evolutivos separados, os investigadores argumentam que cada uma deve ser gerida como uma unidade de conservação separada. Esta abordagem poderia mudar a forma como os conservacionistas protegem a flora e os ecossistemas únicos das Galápagos.
O estudo também fornece uma visão invulgarmente detalhada da radiação adaptativa, o processo pelo qual uma espécie ancestral dá origem rapidamente a muitas formas adaptadas a diferentes habitats.
“Nossas descobertas destacam a flexibilidade e a criatividade da evolução”, disse Bicker.
A famosa coleção de pássaros de Darwin não foi a sua única descoberta importante na ilha. Durante suas viagens ele coletou inúmeras plantas. Setenta dessas amostras foram posteriormente usadas para identificar espécies que eram completamente novas para a ciência – incluindo quatro espécies Escalesia.
