Uma importante análise genómica está a mudar a compreensão dos cientistas sobre a evolução dos coalas. A pesquisa indica que os coalas (Phascolarctos greyus) sofreu um grave declínio populacional antes da chegada dos humanos à Austrália, cerca de 100.000 anos atrás.
Cada coala vivo hoje parece ter descendido de uma única população ancestral que sofreu mudanças ambientais dramáticas, incluindo intensas eras glaciais.
Os coalas modernos, porém, enfrentam agora uma combinação diferente de ameaças. Estes incluem caça, desmatamento extensivo de terras, incêndios florestais e doenças.
Pesquisadores da Universidade de Sydney e da Texas A&M University lideraram o estudo, que desafia pesquisas anteriores que sugeriam que o número de coalas diminuiu somente depois que os humanos chegaram à Austrália. Os resultados são anunciados Biologia Molecular e EvoluçãoPublicado pela Oxford University Press.
“O estudo reescreve a linha do tempo da história genética dos coalas na Austrália”, disse Toby Kovacs, estudante de doutorado que liderou o estudo.
“Ao calcular as taxas de mutação nas populações modernas de coalas, podemos estimar e construir uma linha do tempo genética que remonta a 100.000 anos para ter uma ideia da diversidade genética e do tamanho da população antiga de coalas”.
DNA de coala revela uma história populacional oculta
As evidências fósseis são muito limitadas para mostrar exatamente quantos coalas viviam na Austrália há 100 mil anos, disse Kovacs. Os dados genómicos podem ajudar a preencher essas lacunas, preservando pistas sobre o tamanho da população passada e as mudanças na diversidade genética.
“As análises genómicas mostram que os coalas sofreram grandes declínios populacionais no passado devido às alterações climáticas e à perda de habitat. Quando as condições ambientais melhoraram, as suas populações recuperaram e expandiram-se por grande parte do leste da Austrália.”
“É importante esclarecer que muitas das ameaças que as populações modernas de coalas enfrentam são causadas pelos seres humanos, incluindo a perda de habitat e a caça”.
Ao examinar como os coalas responderam a quedas e recuperações populacionais anteriores, os cientistas poderão desenvolver melhores estratégias de conservação para proteger as espécies atuais.
Como os pesquisadores reconstruíram a evolução do coala
Para reconstruir a história genética do coala, os cientistas concentraram-se na taxa de mutação da espécie dentro do seu genoma (a informação genética de um organismo).
Novas mutações (alterações genéticas) aparecem naturalmente no genoma sempre que um organismo se reproduz. A taxa de mutação descreve quantas dessas mudanças ocorrem em cada geração. A taxa varia de acordo com a espécie, com alterações genéticas acumulando-se mais rapidamente em alguns animais do que em outros.
A equipe sequenciou os genomas de quatro trios de pais e filhos e contou as novas mutações que surgiram. Isto permitiu-lhes calcular uma taxa de mutação precisa para os coalas, que era cerca de metade da taxa encontrada em humanos.
Os pesquisadores então aplicaram as taxas recém-medidas a 457 genomas de coalas. Isto deu-lhes uma forma mais precisa de rastrear como as populações de coalas se expandiram, contraíram e divergiram ao longo de milhares de anos.
O trabalho representa a primeira estimativa direta de uma taxa de mutação para qualquer membro da ordem coala ou marsupial Diprotodontia, que também inclui wombats, cangurus e gambás.
Estudos anteriores mostraram que as populações de coalas diminuíram depois que os humanos modernos chegaram à Austrália, há cerca de 65 mil anos. Estas estimativas, no entanto, basearam-se em taxas de mutação obtidas de mamíferos distantes, como humanos e ratos.
Coalas recusaram antes da chegada dos humanos
A nova análise sugere que um grande declínio nas populações de coalas começou há cerca de 100 mil anos. Seus números atingiram então um gargalo genético crítico há cerca de 60 mil anos.
Este declínio coincide com um período de turbulência ambiental durante o período glacial mais recente, no final do Pleistoceno. O tempo passa muito antes do contato humano.
A massa de terra que eventualmente se tornou a Austrália foi em grande parte coberta por floresta tropical durante o Paleógeno (23 a 66 milhões de anos atrás). A situação mudou dramaticamente durante o Mioceno (5-23 milhões de anos atrás), à medida que a placa tectônica australiana se deslocava para o norte.
Durante o Pleistoceno (2,5 milhões a 11.700 anos atrás), a Austrália alternou entre períodos glaciais, caracterizados por condições frias e secas, e períodos interglaciais, caracterizados por condições quentes e úmidas. Estes ciclos remodelaram continuamente o continente, tornando as suas paisagens mais secas e cada vez mais vulneráveis ao fogo.
Cerca de 70.000 anos atrás, a planície de Nullarbar em expansão criou uma vasta área de cerrado semi-árido. Isso diferencia a extensão e as populações de habitat adequado para coalas no leste e no oeste da Austrália.
A população ocidental de coalas acabou desaparecendo. Uma pequena população dos primeiros conseguiu sobreviver às mais duras condições glaciais.
Uma pequena população repovoou a espécie
As condições melhoraram durante o atual período interglacial, permitindo a expansão das populações sobreviventes do leste. Entre 16.500 e 6.000 anos atrás, dividiu-se em cinco populações geneticamente distintas.
Esses grupos eventualmente deram origem à população de coalas encontrada na costa leste da Austrália.
“Tendo em conta estes resultados, estamos agora interessados em ver se outras espécies australianas, incluindo os parentes mais próximos da extinta megafauna, também sofreram declínios populacionais antes da chegada dos humanos”, disse Kovacs.
As taxas de mutação recentemente calculadas fazem mais do que esclarecer o passado antigo dos coalas. Os cientistas podem usá-lo para estudar mudanças recentes no tamanho da população e melhorar o planejamento moderno de conservação.
Estimativas recentes de geração de coalas indicam que as populações em Queensland e Nova Gales do Sul continuaram a diminuir. Em contraste, a população de Victoria parece estar a recuperar.
Os coalas estão oficialmente listados como ameaçados de extinção em Queensland, Nova Gales do Sul e no Território da Capital Australiana a partir de 2022.
A pesquisa genômica pode orientar a conservação
“Compreender se as populações de coalas estão a diminuir ajuda os conservacionistas a agir mais cedo, antes que as populações percam a diversidade genética e enfrentem um risco aumentado de endogamia”, diz Kovacs.
“Os coalas experimentaram grandes recuos populacionais no passado, à medida que o clima mudou e o habitat adequado desapareceu. Os coalas sobreviventes estão novamente experimentando recuos semelhantes, mas desta vez devido ao desmatamento causado pelo homem, incêndios florestais, caça furtiva e doenças.”
“A nossa equipa está a construir um enorme recurso genómico para os coalas, mas para compreender completamente o que estes conjuntos de dados nos podem dizer, precisamos de saber com que rapidez ocorrem novas mudanças genéticas na espécie”, disse Kovacs.
“Estimar as taxas de mutação melhora a nossa capacidade de reconstruir a história das populações de coalas, compreender a sua capacidade adaptativa e tomar decisões de conservação mais informadas para o futuro.”
