Genomas da mosca-das-frutas chinesas revelam migrações globais e evolução repetida
Locais de amostra e estrutura populacional de D. melanogaster. Crédito:Avanços da Ciência (2024). DOI:10.1126/sciadv.adh3425 As moscas da fruta (Drosophila melanogaster), que os humanos espalharam inadvertidamente por todo o mundo, chegaram à China há cerca de 4.000 anos, de acordo com um novo estudo de genómica populacional que contribui para a nossa compreensão da migração global, demografia, fluxo genético e adaptações do inseto.
Os investigadores descobriram que as populações chinesas de moscas-das-frutas foram geneticamente isoladas, reflectindo esse isolamento a cultura antiga da China e a sociedade relativamente fechada, com comércio limitado com a Ásia e a Europa durante muitos séculos. Este isolamento também permitiu aos autores verificar se pressões evolutivas semelhantes resultaram em alterações genéticas semelhantes, um teste à repetibilidade da evolução.
“A incrível história sobre Drosophila melanogaster é que suas diferenças genéticas entre as populações refletem como os humanos se espalharam, desde uma origem na África, seguida pela migração para fora da África, mas é muito mais recente”, disse Andrew Clark, professor de genética populacional da Jacob Gould Schurman. na Faculdade de Artes e Ciências. Clark é co-autor correspondente do estudo publicado em 17 de abril na revista Science Advances . Jian Lu, professor de biologia evolutiva na Universidade de Pequim, na China, e ex-pesquisador de pós-doutorado no laboratório de Clark, é o outro autor correspondente.
Os autores combinaram os seus próprios resultados com os de estudos anteriores e propõem que D. melanogaster se originou no sul da África e migrou para fora do norte da África há cerca de 9.000 anos. A partir daí, as moscas expandiram-se para o Leste Asiático e para a China (~2,8-4,4 mil anos atrás), para a Europa (~1,8 mil anos atrás) e, mais recentemente, para a América do Norte (apenas ~150 anos atrás) e Austrália (~100 anos atrás). atrás).
As moscas são um comensal humano – um organismo que se beneficia de uma associação com outro organismo que não traz benefícios nem danos. Eles prosperam com frutas podres em pomares e vinhedos.
“Os humanos estavam a sair de África há cerca de 80 mil anos, mas a produção agrícola de fruta começou há menos de 10 mil anos”, disse Clark. “Foi o comércio humano realmente moderno que ajudou a dispersar as moscas por todo o mundo.”
No estudo, os pesquisadores sequenciaram os genomas de 292 cepas de D. melanogaster de vários locais na China e os analisaram juntamente com sequências genômicas publicadas anteriormente. Eles descobriram que as cepas da China representavam um grupo ancestral único, com notável diferenciação entre subpopulações na China. O artigo esclareceu a extensão e a duração do isolamento das populações chinesas, um resultado que só tinha sido sugerido em estudos anteriores.
Os dados genômicos da população global permitiram aos pesquisadores desenvolver um modelo computacional para estimar os momentos em que D. melanogaster chegou a cada continente, e inferir como as mudanças genéticas, que se agrupam nos genomas de cepas intimamente relacionadas, correspondem aos movimentos geográficos.
D. melanogaster é um organismo modelo amplamente utilizado por pesquisadores para estudar processos fundamentais de desenvolvimento e regulação genética, bem como a base genética da adaptação ambiental. No estudo, Clark, Lu e colegas identificaram alterações genéticas em resposta aos inseticidas.
“Quando os humanos aplicam inseticidas, isso exerce uma pressão terrível sobre a população, e muitos insetos desenvolvem resistência de forma relativamente rápida”, disse Clark. Estas mudanças são muitas vezes geneticamente bastante simples, disse Clark, envolvendo apenas alguns genes que têm um grande efeito, em oposição a características complexas que podem envolver centenas de genes.
As adaptações que ocorreram nas populações chinesas foram independentes de outras populações geográficas e ocorreram como mutações únicas nos mesmos genes encontrados em outras populações que desenvolveram resistência aos inseticidas. “É um bom exemplo de um teste natural repetido de evolução com basicamente o mesmo resultado”, disse Clark.
