GALÁPAGOS — Mutações em uma enzima ligada à produção de compostos defensivos mudaram a química de populações selvagens de Solanum cheesmaniae. Nas ilhas ocidentais mais jovens do arquipélago, algumas plantas passaram a produzir quantidades maiores da configuração 25R, associada a uma forma ancestral desses compostos.
A alteração envolve os glicoalcaloides esteroidais, moléculas produzidas por plantas do gênero Solanum e relacionadas à proteção contra herbívoros e outros agentes do ambiente. Nos tomates modernos, predomina a configuração 25S. A 25R ainda é encontrada em plantas como a berinjela.
A enzima por trás da mudança
Os pesquisadores identificaram a participação da GAME8, uma enzima da rota bioquímica usada pelas plantas para fabricar os glicoalcaloides. Pequenas mudanças na sequência de aminoácidos alteraram a forma como ela atua e modificaram a estereoespecificidade da reação.
Nas populações com quantidade intermediária do composto ancestral, foi encontrada uma substituição importante. Já nas plantas que produziam níveis mais altos de 25R, apareceram três substituições no sítio ativo da enzima.
A distribuição da característica acompanhou um padrão geográfico. Nas ilhas mais antigas, predominou o perfil químico típico dos tomates. A maior presença da configuração ancestral apareceu principalmente nas ilhas ocidentais, que têm menos de 500 mil anos.
Comparação entre espécies e populações
Para investigar o fenômeno, os pesquisadores combinaram sequenciamento de genes, análise química dos glicoalcaloides, comparações filogenéticas entre espécies de Solanaceae e testes funcionais da GAME8 em plantas experimentais.
Foram examinadas 35 linhagens de Solanum cheesmaniae das Galápagos. O estudo também incluiu 21 linhagens de Solanum galapagense, outra espécie nativa do arquipélago. Nesse grupo, a produção continuou concentrada quase exclusivamente na configuração moderna 25S.
Os experimentos com plantas ajudaram a relacionar as alterações na GAME8 à mudança na composição química. As análises também indicaram que a configuração 25R provavelmente existia antes da especialização que levou aos compostos predominantes nos tomates atuais.
Uma recuperação parcial
Os autores consideram que o ambiente das ilhas pode ter contribuído para a distribuição da característica, mas não apontam um único fator como responsável pela mudança. Isolamento geográfico, clima, solo, altitude, herbívoros e patógenos podem exercer pressões diferentes sobre cada população. Mutação, seleção natural e deriva genética também podem participar do processo.
O fenômeno foi descrito como um possível caso de evolução reversa. A expressão, porém, não significa que a espécie esteja voltando literalmente no tempo. Os tomates continuam acumulando mutações e se adaptando ao ambiente atual; o que reapareceu foi parte de uma rota bioquímica ancestral.
Em alguns aminoácidos da GAME8, as configurações voltaram a se aproximar das encontradas na versão ancestral da enzima. Por isso, o estudo mostra que a evolução pode recuperar parcialmente uma função antiga sem interromper a adaptação das populações às condições presentes.
