2008-12-11

Subject: Genes que conduzem a especiação

 

Genes que conduzem a especiação

 

 

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Os geneticistas identificaram dois genes, um em ratos e outro em moscas da fruta, que impedem que a descendência de seres de espécies diferentes de se reproduzir, conduzindo à evolução de novas espécies.

Uma espécie pode ser definida como um grupo de organismos capaz de se reproduzir e originar descendência fértil.

Animais híbridos, resultantes do acasalamento de animais de espécies diferentes (como as mulas, resultantes do acasalamento de burros e éguas) são geralmente estéreis e frequentemente nem sequer sobrevivem. Por vezes, no entanto, acasalamentos entre espécies fortemente aparentadas, ou subespécies, produzem híbridos com uma fertilidade limitada.

Identificar os genes que bloqueiam a reprodução em híbridos pode revelar as forças genéticas por trás da especiação. No entanto, menos de 10 desses genes foram identificados até à data.

Agora, Jiri Forejt, geneticista na Academia de Ciências de Praga, identificou um gene de especiação em ratos, o primeiro a ser identificado em mamíferos.

Detectar o gene foi "um trabalho terrível", diz Forejt, que passou os últimos 30 anos a tentar identificar o que se suspeitava ser um gene de especiação em duas subespécies de rato.

Dependendo de numerosos cruzamentos e modificações dos animais e graças a dados completos sobre o seu genoma que recentemente ficaram disponíveis, Forejt descobriu que os híbridos macho destas subespécies são estéreis devido ao gene Prdm9.

A descoberta de que o gene Prdm9 codifica uma proteína que silencia genes também confirma as suspeitas de que as alterações epigenéticas, características que podem ser herdadas sem alterações à sequência de DNA subjacente, são importantes para a especiação.

"A genética da especiação é por definição inerentemente problemática, especiação significa não haver cruzamentos, e não cruzamentos significa que é muito difícil estudar genética", diz Nitin Phadnis, geneticista do Centro de Investigação do Cancro Fred Hutchinson de Seattle.

Phadnis e o seu colega H. Allen Orr, da Universidade de Rochester em Nova Iorque, estava em busca de um gene de especiação que causasse híbridos peculiares quando dois subespécies aparentadas de Drosophila acasalassem. Estes híbridos macho eram estéreis a maioria das suas vidas mas recuperavam parte da fertilidade quando idosos, mas sendo apenas capazes de produzir filhas.

A existência destes híbridos sugeriu a Phadnis e Orr que um gene que distorça a segregação, um gene que leve a que os cromossomas que o contêm sejam passados mais frequentemente para a descendência, neste caso controlando o sexo da descendência, podia estar associado à especiação.

 

Dado que os genes que distorcem a segregação podem estar envolvidos numa corrida às armas com genes que impedem essa mesma distorção, eles podem evoluir mais rapidamente, diz Phadnis. Ainda que tenha sido proposto que a rápida evolução dos genes 'batoteiros' e dos seus repressores possa causar a divergência funcional entre populações resultando na especiação, evidências a favor desta teoria têm sido escassas.

Usando técnicas semelhantes às de Forejt, no entanto, Phadnis mostrou que um único gene causava tanto a esterilidade dos híbridos como a distorção da segregação.

"O que este trabalho mostra é que a especiação pode acontecer não apenas devido a adaptações ao meio externo mas também por adaptação ao meio genético interno", diz Phadnis. "Dado que há tão poucos genes da especiação identificados ao nível da sua sequência, acrescentar mais um à lista é muito entusiasmante", diz Roger Butlin, geneticista da Universidade de Sheffield. "Penso que vai surgir muito mais interesse na distorção da segregação e a sua relação com a especiação."

Ambos os artigos foram publicados na revista Science e pode abrir caminho à descoberta de mais genes da especiação num futuro próximo. Forejt já está a trabalhar na identificação de outros genes da especiação que funcionam em conjunto com o Prdm9 para causar a infertilidade em ratos híbridos mas outros investigadores também o fazem.

"Não há questão de que nesta época de sequenciação de genomas inteiros os dados genéticos são mais fáceis de obter e identificar os genes da especiação", diz Michael Nachman, que estuda genética de rato na Universidade do Arizona em Tucson.

Com mais genes deve-se ter uma visão melhor da especiação. Alguns geneticistas especulam se alguma classe particular de genes são importantes na especiação, como os genes epigénicos ou os que distorcem a segregação, ou se muitos tipos de genes ajudam a separar as espécies.

"O que é surpreendente acerca da especiação e dos seus genes identificados até agora é que há uma mistura de diferentes tipos de genes com funções diferentes", diz Nachman. "Não penso que se veja tendências até que se identifiquem dúzias de genes, por enquanto só temos um punhado."

 

 

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