A enorme variedade de flores que conhecemos as torna muito complexas, mas pode haver uma razão relativamente simples para elas parecerem tão diferentes.
Uma equipe liderada por Yuzhou Zhang, do Instituto de Ciência e Tecnologia da Áustria, descobriu que uma única família de genes, conhecida como transportadores de auxina PIN-FORMED (PIN), é importante para ajudar a crescer vários órgãos da planta – e pode ser amplamente responsável pelo origem das plantas com flores.
Esses genes parecem ter passado por três grandes eventos evolutivos, que provavelmente contribuíram para a vasta gama de formas modernas de plantas, explicam eles em um artigo na revista Science Advances.
Determinar isso foi um processo de várias etapas. A equipe primeiro introduziu genes mutantes em Arabidopsis thaliana, uma planta comumente usada em pesquisas.
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Eles descobriram que os genes regulavam o crescimento do caule, caule e cachos de flores e, em particular, a formação de flores. As plantas sofreram sem eles.
Para verificar exatamente como isso aconteceu, eles rastrearam a quantidade de auxina – um importante hormônio vegetal – em plantas com e sem genes PIN.
Eles descobriram que as proteínas PIN ajudaram a mover a auxina para partes específicas dos órgãos das plantas, como a ponta da raiz, para ajudá-los a crescer melhor.
Arabidopsis é uma angiosperma: uma de um grupo de plantas com flores que evoluiu de plantas sem flores há cerca de 135 milhões de anos e agora representa cerca de 80% das plantas vivas.
Até recentemente, como e por que essas plantas começaram a florir era relativamente desconhecido.
Entendendo os processos
Para entender isso, Zhang e seus colegas colocaram genes PIN de Arabidopsis em outras plantas para ver se eles ainda poderiam funcionar.
Primeiro, eles estabeleceram que os genes PIN da raiz funcionavam em quase todos os grupos de plantas, exceto nas algas.
Isso significava que os genes eram antigos e ocorreram muito cedo na evolução, quando as plantas começaram a evoluir para viver na terra.
Em seguida, eles rastrearam quais plantas poderiam usar genes PIN para formar a inflorescência: o aglomerado de ramos nos quais flores ou sementes crescerão.
Esses genes atuam em plantas vasculares, que possuem um xilema para transportar água desde as raízes até as folhas. Plantas vasculares incluem plantas que cultivam flores e cones.
Por último, eles descobriram que os PINs de controle de flores funcionavam apenas em angiospermas para controlar a forma e o número de pétalas e órgãos produtores de pólen.
Evolução
Portanto, três eventos evolutivos potenciais deram aos genes PIN três funções. Primeiro, eles evoluíram para ajudar as plantas terrestres a criar raízes.
Em segundo lugar, eles desenvolveram uma função nas plantas vasculares para influenciar o arranjo das flores e sementes. Finalmente, eles desenvolveram uma terceira função para mudar a forma das flores.
Ao todo, isso significa que os genes PIN podem ter sido a principal razão pela qual vemos tantas raízes, caules, pétalas e arranjos de flores diferentes.
Os genes PIN em angiospermas tinham todas as três funções de desenvolvimento de órgãos, mas outras plantas tinham apenas uma ou duas.
“Portanto, propusemos que esta ampla diversificação das propriedades moleculares do PIN e seus diferentes padrões de expressão permite que a família do gene PIN adquira uma variedade de papéis de desenvolvimento em plantas com flores e, assim, contribui para o estabelecimento de sua arquitetura complexa”, escrevem os autores em seu papel.
No entanto, mais dados genômicos e bioinformáticos são necessários para determinar a história evolutiva exata desta família diversa de genes.
Traduzido e editado por equipe: Isto é Interessante
Fonte: Cosmos Magazine
