Os cientistas estão surpresos ao descobrir que os tomates nas Ilhas Galápagos parecem estar evoluindo ao contrário: estão recuperando um escudo molecular ancestral há muito perdido

Os tomates das Ilhas Galápagos revelaram uma mudança genética incomum que chamou a atenção de pesquisadores da evolução vegetal. Populações silvestres de Solanum cheesmaniae estão voltando a produzir uma forma ancestral de compostos usados na defesa química da planta. O fenômeno foi descrito como um possível caso de "evolução reversa", embora isso não signifique que a espécie esteja literalmente voltando no tempo.

Por que os tomates das Galápagos parecem estar evoluindo ao contrário?

A descoberta envolve os glicoalcaloides esteroidais, moléculas produzidas por plantas do gênero Solanum e associadas à proteção contra herbívoros e outros agentes do ambiente. Tomates modernos produzem principalmente compostos com uma configuração química conhecida como 25S. Já formas ancestrais da família provavelmente produziam a configuração 25R, ainda encontrada em plantas como a berinjela.

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Ao analisar diferentes populações de Solanum cheesmaniae, os cientistas encontraram um padrão geográfico inesperado. Nas ilhas mais antigas predominava o perfil típico dos tomates, enquanto populações das ilhas ocidentais mais jovens apresentavam quantidades crescentes da configuração ancestral 25R. Entre os principais elementos observados estavam:

• mudanças na composição dos glicoalcaloides;
• diferenças entre populações de ilhas antigas e jovens;
• mutações específicas em uma enzima ligada à síntese dessas moléculas;
• retorno parcial a uma característica química considerada ancestral.

Qual é o papel da enzima GAME8 nessa transformação?

A peça central é a enzima GAME8, integrante da rota bioquímica usada pelas plantas para fabricar esses compostos. Pequenas mudanças na sequência de aminoácidos modificaram a maneira como essa enzima atua. Nas populações com quantidade intermediária do composto ancestral, os pesquisadores identificaram uma substituição importante. Nas que produziam níveis mais elevados, foram encontradas três substituições no sítio ativo da enzima, alterando sua estereoespecificidade.

Como os cientistas descobriram esse escudo molecular ancestral?

Os pesquisadores compararam a química, os genes e a história evolutiva de diferentes integrantes da família Solanaceae. Foram examinadas 35 linhagens de Solanum cheesmaniae provenientes das Galápagos. O estudo também analisou 21 linhagens de Solanum galapagense, outra espécie nativa do arquipélago, que continuaram produzindo quase exclusivamente a configuração moderna 25S.

Experimentos com plantas ajudaram a confirmar que as alterações na GAME8 estavam ligadas à mudança química. O conjunto de análises permitiu reconstruir parte da evolução dessa rota metabólica e mostrou que a configuração 25R provavelmente existia antes da especialização que levou aos compostos dominantes nos tomates atuais. Entre as ferramentas utilizadas estavam:

• sequenciamento de genes de diferentes populações;
• análise química dos glicoalcaloides;
• comparações filogenéticas entre espécies de Solanaceae;
• testes funcionais da enzima GAME8 em plantas experimentais.

O ambiente das ilhas pode ter favorecido essa característica?

Essa é uma das hipóteses consideradas pelos autores. As populações com maior presença da configuração ancestral aparecem principalmente nas ilhas ocidentais mais jovens, com menos de 500 mil anos. Isolamento geográfico, diferenças de clima, solo, altitude, herbívoros e patógenos podem exercer pressões seletivas distintas sobre cada população. Entretanto, o estudo não demonstra que um único fator ambiental tenha provocado a mudança. Mutação, seleção natural e deriva genética também podem participar desse processo.

A descoberta muda a forma de entender a evolução das plantas

O resultado é interessante porque mostra que a evolução não funciona como uma escada na qual organismos caminham sempre em direção a características completamente novas. Uma característica ancestral pode reaparecer quando alterações genéticas restauram parcialmente uma função antiga. No caso de Solanum cheesmaniae, alguns aminoácidos da GAME8 voltaram a apresentar configurações semelhantes às encontradas na versão ancestral da enzima.

Isso também ajuda a explicar por que chamar o fenômeno simplesmente de "evoluir para trás" pode ser enganoso. Os tomates das Galápagos continuam acumulando mutações e se adaptando ao ambiente atual. O que ocorreu foi a recuperação de parte de uma rota bioquímica ancestral, capaz de alterar a estrutura dos compostos defensivos produzidos pela planta. Em um arquipélago famoso por revelar diferentes caminhos da seleção natural, essas populações mostram como genes, enzimas e química vegetal podem reutilizar soluções que surgiram milhões de anos atrás.