p Cruzamento Xenopus laevis , a rã africana com garras, e Xenopus tropicalis , a rã ocidental com garras tem resultados assimétricos. Quando uma rã africana com garras é cruzada com um sapo com garras ocidental, os embriões são viáveis. Contudo, ao contrário, o cruzamento de um sapo com garras africano macho e uma rã com garras ocidental leva a embriões que morrem nos estágios iniciais de desenvolvimento. Os pesquisadores descobriram a razão para isso:a maquinaria molecular materna da rã com garras ocidental não consegue reconhecer totalmente os cromossomos paternos da rã com garras africana. A separação dos cromossomos paternos durante a divisão celular é interrompida. Como consequência, as células carecem de um grande número de genes vitais e morrem rapidamente. Crédito:University of California Berkeley, Radboud University
p Por que alguns híbridos são viáveis e outros não? Sabe-se que isso depende da espécie pai e da espécie mãe. Uma nova pesquisa em duas espécies de rãs relacionadas mostra a influência das espécies mãe e pai:um híbrido é viável, o outro híbrido morre nos primeiros estágios de desenvolvimento. Cientistas da Radboud University, junto com colegas dos Estados Unidos e Japão, publicaram suas descobertas em 10 de janeiro em
Natureza . p Quando duas espécies relacionadas se cruzam, seus cruzamentos de material genético, o que pode levar a novas espécies. Mas de vez em quando, há uma diferença na prole, dependendo de qual das duas espécies é a mãe e qual é o pai. Um exemplo bem conhecido de um híbrido é uma mula, a prole de um burro e de uma égua. Ao contrário, a prole de uma jumenta e de um cavalo macho é um animal diferente - um hinny. Assim, faz diferença qual espécie é o pai e qual é a mãe.
p
Um híbrido é viável, o outro híbrido não é
p Tanto mulas quanto hinnies são inférteis, porque burros e cavalos têm um número diferente de cromossomos, as estruturas de proteínas nas quais o material genético está presente. Leveduras, plantas, peixes e anfíbios (em contraste com os mamíferos) podem, Contudo, produzir híbridos férteis. O professor de Biologia do Desenvolvimento Molecular, Gert Jan Veenstra, diz:"Por exemplo, em sapos, uma duplicação de cromossomos pode aparecer, em que todo o conjunto de cromossomos do pai e da mãe é passado para a próxima geração. "
p Contudo, há outro problema:alguns híbridos não são viáveis, enquanto o cruzamento é o contrário. Os embriões são geneticamente idênticos, mas há uma diferença na viabilidade, dependendo da espécie pai e da espécie mãe. Veenstra diz, "Mesmo que seja vital para a evolução, os mecanismos de híbridos viáveis e não viáveis são até agora desconhecidos. "
p
Cruzamento da rã com garras africana e ocidental
p Os cientistas mostraram esse fenômeno em pesquisas com duas espécies de rãs relacionadas:Xenopus tropicalis e Xenopus laevis (também conhecidas como sapos ocidentais e africanos com garras, respectivamente). Quando uma rã africana com garras é cruzada com um sapo com garras ocidental, os embriões são viáveis. Contudo, ao contrário, o cruzamento de um sapo com garras africano macho e uma rã com garras ocidental leva a embriões que morrem nos estágios iniciais de desenvolvimento. Por que isso, permaneceu obscuro.
p Os pesquisadores relatam o que deu errado durante esse cruzamento:a maquinaria molecular materna da rã com garras ocidental não consegue reconhecer totalmente os cromossomos paternos da rã com garras africana. Duas peças específicas dos cromossomos paternos são incompatíveis com a célula materna, e, assim, a separação dos cromossomos durante a divisão celular é interrompida. Essas células agora carecem de um grande número de genes importantes, como genes para o metabolismo, e, portanto, morre rapidamente.
p Isso mostra que há uma forte assimetria quando se trata de híbridos, dependendo da espécie pai e espécie mãe. "Essas descobertas são importantes, porque esse tipo de híbrido está presente na natureza e em alguns casos leva a novas espécies. Quando novas espécies emergem, parece haver um período de transição:espécies intimamente relacionadas são capazes de produzir descendentes viáveis, mas se os cromossomos não são mais compatíveis, isso leva a resultados assimétricos de cruzamento. Quando as espécies se separam ainda mais, o cruzamento não leva mais a uma descendência viável. Aqui, mostramos o mecanismo celular por trás desse fenômeno, "diz Gert Jan Veenstra.
p O híbrido viável de um sapo macho com garras ocidentais e uma fêmea africana com garras também revelou um mecanismo molecular:elementos de DNA parasitas (transposons) são ativados em um dos genomas. Veenstra diz, "O sistema imunológico feminino não está programado para reconhecer os transposons paternos e, portanto, não os reprime. Como consequência, os elementos do DNA parasita agora podem cumprir um novo papel:eles podem atuar como DNA regulador que influencia a atividade do gene. Isso pode ter uma grande influência na formação e nas características de uma nova espécie. "Essas descobertas foram publicadas em
Biologia Genômica (Elurbe et al, 2017).