O trabalho de um membro do corpo docente do estado do Mississippi sobre a simbiose da vida vegetal - uma relação mutuamente benéfica entre organismos vivos - está resistindo à teoria mais recente da "origem única" - de que toda a vida deriva de um ponto - em vez disso, sugerindo a teoria da "origem múltipla" que abre uma melhor compreensão para culturas geneticamente modificadas.



Ryan A. Folk, professor assistente do Departamento de Ciências Biológicas da MSU e curador do herbário, é autor de um artigo publicado este mês na Nature Communications examinando a simbiose do nódulo radicular (RNS), que permite às plantas acessar o nitrogênio atmosférico convertido em formas utilizáveis ​​​​por meio de uma relação mutualística com as bactérias do solo. Ele se junta a investigadores da Universidade da Flórida e a uma equipe internacional.

"Uma história de origem única tornou-se muito popular nos últimos anos, especialmente entre aqueles que esperam criar geneticamente simbiose em plantas cultivadas, mas usando dados genômicos de 13.000 espécies e modelos estatísticos sofisticados, identificamos com segurança um cenário envolvendo múltiplas origens. A simbiose é uma característica complexa e nosso trabalho identifica sistemas experimentais ideais para melhor compreender os mecanismos moleculares que levaram ao ganho da simbiose", disse Folk. “Nosso trabalho é o primeiro grande retrocesso contra a ideia de uma origem única, defendida por aqueles que trabalham em comparações de genomas”.

Folk disse que a ideia da origem única sugeriria que a engenharia genética de culturas, como o arroz e o milho, para trabalhar com bactérias fixadoras de azoto é um "obstáculo menor" a ultrapassar.

"Nossos resultados, que apontam para origens múltiplas, complicam o quadro porque sugerem um papel menor para a maquinaria genética compartilhada", disse Folk. "Isto tornaria mais difícil transformar plantas cultivadas que não sejam leguminosas para se envolverem numa simbiose semelhante de fixação de azoto, mas origens múltiplas também significam maquinaria diversificada, ou como argumentamos, uma 'paleta evolutiva' melhorada para orientar tais experiências."

O artigo de Folk lançou as bases para seu estudo detalhado das conversões de nitrogênio na natureza.

O laboratório Folk's MSU usa técnicas genômicas e bioinformáticas para documentar as origens da diversidade de plantas a partir de perspectivas evolutivas e ecológicas, usando uma variedade de grupos de plantas e habitats. Seu trabalho é baseado no herbário da MSU, que abriga aproximadamente 38.000 espécimes de plantas vasculares de todo o mundo, com ênfase no sudeste dos EUA.

Mais informações: Heather R. Kates et al, Mudanças na labilidade evolutiva fundamentam ganhos e perdas independentes da simbiose raiz-nódulo em um único clado de plantas, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-48036-3
Informações do diário: Comunicações da Natureza

Fornecido pela Universidade Estadual do Mississippi