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Os genomas das aves modernas contam uma história de como elas surgiram e evoluíram após a extinção em massa que dizimou os dinossauros e quase tudo mais há 66 milhões de anos. Essa história chega agora à luz, graças a uma ambiciosa colaboração internacional iniciada há quatro anos atrás.
Os primeiros resultados do Consórcio filogenómico das aves (Avian Phylogenomics Consortium) vão ser difundidos de forma quase simultânea em 23 artigos – oito artigos numa edição especial da conceituada revista científica Science a 12 de Dezembro, e mais 15 outros artigos na Genome Biology, GigaScience e outras revistas.
Para resolver questões fundamentais sobre a evolução das aves, um consórcio internacional envolvendo mais de 200 cientistas vindos de 80 instituições em 20 países e liderado por Guojie Zhang, investigador do Banco Nacional de Genes (BGI) na China, Erich D. Jarvis, da Universidade de Duke nos Estados Unidos da América, e M. Thomas P. Gilbert do Museu de História Natural da Dinamarca, sequenciaram, montaram e compararam os genomas completos de 48 espécies de aves (o corvo, pato, falcão, periquito, ibis, pica-pau, águia, coruja e muitos outros), representando todos os principais ramos das aves modernas.
Em Portugal, Agostinho Antunes liderou a equipa de nove investigadores do Centro Interdisciplinar de Investigação Marinha e Ambiental (CIIMAR) da Universidade do Porto, que participaram neste consórcio internacional, e explica alguns dos principais avanços alcançados.
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Guojie Zhang do Banco Nacional de Genes, China, foi um dos coordenadores
Os cientistas já sabiam que as aves que sobreviveram à extinção em massa sofreram depois uma explosão evolutiva.
Mas a árvore da família das aves modernas tem confundido os biólogos durante séculos e os detalhes moleculares de como os pássaros chegaram à actual biodiversidade espectacular de mais de dez mil espécies são pouco conhecidas.
Este primeiro conjunto de trabalhos publicados revela resultados notáveis sobre a evolução das aves.
A taxa de evolução dos gene nas aves é mais lenta quando comparada com a dos os mamíferos. No entanto, algumas regiões genómicas nas aves exibem evolução relativamente mais rápida em espécies com estilos de vida ou fenótipos semelhantes, como o que envolve a aprendizagem vocal.
Este padrão do que é chamado de evolução convergente pode ser o mecanismo subjacente que explica como, de espécies de aves distantes, evoluíram fenótipos semelhantes de forma independente.
As análises precisas de determinadas famílias de genes permitem explicar como os pássaros evoluíram para ter um esqueleto mais leve, um sistema pulmonar distinto, especialidades alimentares, visão a cores, perda de dentes, bem como as penas coloridas e outras características relacionadas com o sexo.
A análise de todo o genoma das aves afirma a expansão evolutiva da Neoaves no tempo da extinção em massa dos dinossauros à 66 milhões de anos atrás.
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Agostinho Antunes foi o responsável do grupo do CIIMAR que participou no trabalho
Apenas algumas linhagens de aves sobreviveram a essa extinção em massa, dando origem às mais de 10.000 espécies de Neoaves que compõem 95% de todas as espécies de aves que vivem actualmente.
Os nichos ecológicos libertados de competição pelo evento de extinção terão permitido uma radiação rápida de espécies de aves em menos de 15 milhões de anos, o que explica muito da biodiversidade moderna das aves.
Essas inferências foram apenas possíveis utilizando tecnologias de sequenciação de DNA genómico e ferramentas computacionais de última geração.
Para todos os seus meandros biológicos, as aves são surpreendentemente “leves” em DNA.
No estudo foi descoberto que em comparação com outros genomas de répteis, os genomas das aves contêm menos sequências repetitivas de DNA e perderam centenas de genes durante sua evolução, após se separarem de outros répteis.
Muitos desses genes têm funções essenciais em seres humanos, como na reprodução, formação do esqueleto e sistema pulmonar. A perda desses genes-chave pode ter um efeito significativo sobre a evolução de muitos fenótipos distintos de aves.
Esta é uma descoberta excitante, muito diferente do que as pessoas normalmente pensam do que é que a inovação, normalmente sendo criada por novo material genético, não a perda do mesmo.
Às vezes, menos significa mais.
