quarta-feira, 16 de agosto de 2017

Moléculas orgânicas preservadas em plantas fossilizadas são usadas para classificação biológica


Ginkgo biloba fossilizado
O sequenciamento genético é a base primária para se entender as relações entre as plantas que existem hoje. Isso não é possível em plantas fossilizadas, uma vez que nelas o DNA não se encontra preservado (exceto por alguns fragmentos relatados para exemplares com idades estimadas em até 1 milhão de anos, segundo a cronologia tradicional). Entretanto, plantas fossilizadas de supostas dezenas de milhões de anos contêm uma variedade de outras moléculas orgânicas preservadas, e foi com base nessas moléculas que um grupo de pesquisadores tentou estabelecer relações entre elas.

A cutícula é uma camada de cera protetora que reveste a epiderme das folhas de quase todas as plantas vasculares modernas. Entre suas funções está a proteção contra desidratação, ataques por insetos e luz ultravioleta. Dentre os materiais biológicos que são preservados nos fósseis de plantas, a cutícula está entre os que apresentam componentes químicos com menor alteração pelos processos resultantes do soterramento e diagênese térmica. As cutículas são constituídas majoritariamente de uma membrana insolúvel de lipídios, o que significa dizer que são relativamente impermeáveis a água e gases.

Primeiramente, os pesquisadores usaram espectroscopia no infravermelho para analisar o material das cutículas de plantas vivas que possuem correspondentes no registro fóssil. As análises espectroscópicas foram combinadas com uma técnica matemática conhecida por análise de agrupamento hierárquico, que permite agrupar os indivíduos de uma amostra com base em um conjunto de características (neste caso, seus espectros de infravermelho). Eles perceberam que o agrupamento fornecido pelo seu método correspondia exatamente à classificação biológica obtida a partir do sequenciamento do DNA.

Uma vez estabelecido que o método funcionava para plantas vivas, passou-se para a análise das plantas fossilizadas. Entre as plantas estudadas, estavam coníferas e algumas espécies de Ginkgo. Durante o jurássico, o gênero Ginkgo era muito diverso, mas hoje resta somente uma espécie, o Ginkgo biloba. Os pesquisadores coletaram folhas fossilizadas em rochas na Suécia, na Austrália, na Nova Zelândia e na Groelândia. As espécies fósseis extintas apresentaram muitas semelhanças com parentes modernas. Por exemplo, a figura 1 do artigo original (veja aqui) mostra o espectro de infravermelho para a Araucaria haatii (fóssil, do Cretáceo Superior) e da Araucaria bidwillii (encontrada nos dias de hoje). As diferenças na parte direita da figura 1 indicam a ausência de polissacarídeos (celulose e hemicelulose) na amostra fossilizada, provavelmente decompostos no processo de diagênese. A região à esquerda mostra a presença de compostos contendo alcenos e alcano alifáticos, tanto na amostra fóssil quanto na da planta atual.

Quando o método de análise de agrupamentos foi aplicado aos espectros de infravermelho das amostras fósseis, obteve-se um agrupamento semelhante ao observado para suas parentes modernas. Em outras palavras, as espécies de ginkgo extintas se agrupavam quimicamente, assim como as cicadófitas e as coníferas. Foi a primeira vez que plantas fossilizadas de dezenas de milhões de anos (segundo a cronologia evolucionista) foram classificadas com segurança de acordo com suas assinaturas químicas.

No que se refere à questão da origem da vida, chama a atenção aqui a alegada preservação de moléculas orgânicas por um período de tempo tão extenso. Estamos falando de algo próximo a 200 milhões de anos! Moléculas orgânicas são muito frágeis. Em um laboratório de pesquisa, é comum que os compostos sintetizados ao longo de um trabalho sejam armazenados a baixas temperaturas para evitar degradação. Boa parte dos reagentes químicos é estocada em frascos âmbar para diminuir as chances de reações iniciadas por luz e são mantidos bem fechados para evitar o contato com oxigênio e umidade. Mesmos assim, os reagentes químicos possuem prazos de validade e, após alguns meses ou anos, apresentam alterações. É realmente muito difícil aceitar a proposta de que alcenos tenham permanecido quase intactos por milhões e milhões de anos. Não seria a presença dessas moléculas evidência de que a fossilização foi bem mais recente do que normalmente se aceita? Afinal, a fossilização, particularmente a de plantas, é um evento relativamente rápido, contado em períodos de anos e décadas (confira aqui).


Referências

V, Vajda, M. Pucetaite, S. McLoughlin, A. Engdahl, J. Heimdal, P. Uvdal, Molecular signatures of fossil leaves provide unexpected evidence for extint plant relatioship, Nature Ecology & Evolution, vol 1, p. 1093-1099, 2017.

Lund University News and Press Releases, Through fossil leaves, a spet towards Jurassic Park, (http://www.lunduniversity.lu.se/article/through-fossil-leaves-a-step-towards-jurassic-park), acessado em 16 de agosto de 2017.