Graças aos genes ‘saltadores’, os genomas das espécies sociais tornaram-se maiores do que os de seus parentes não sociais

Os pesquisadores estudaram esse grupo de camarões que picam por anos porque eles contêm os únicos animais marinhos conhecidos que evoluíram para viver em sociedades eussociais semelhantes às das formigas e abelhas, onde alguns indivíduos em uma colônia abrem mão de sua própria reprodução para ajudar na procriação. de outros. Mas foi há apenas alguns anos que a equipe de pesquisa descobriu que camarões que picam apresentam extrema variação no tamanho do genoma, e algumas espécies têm genomas muito grandes, mais de quatro a cinco vezes o tamanho do genoma humano.

“Também notamos”, disse Rubenstein, “que as espécies eussociais pareciam ter os maiores genomas.” Isso é exatamente o oposto do que é encontrado em algumas linhagens de insetos. Esse padrão levou a equipe de pesquisa a mergulhar nos genomas desses camarões esponjosos, muitos dos quais são do tamanho de um grão de arroz, para entender por que as espécies eussociais podem ter genomas tão grandes.

Os autores, que além de Rubenstein incluem o ex-pós-doutorado da Columbia Solomon T. C. Chak e Stephen E. Harris, ambos agora professores assistentes da SUNY; Kristin M. Hultgren, da Universidade de Seattle; e Nicholas W. Jeffery, do Bedford Institute of Oceanography, em Toronto, não só confirmou que as espécies de camarões que picam eussociais têm genomas maiores do que seus parentes menos sociais, mas também descobriram que esse aumento no tamanho do genoma é devido ao acúmulo de elementos transponíveis que proliferaram ao longo do tempo evolutivo. Outras espécies menos sociais de camarões que picam mantêm genomas pequenos com menos elementos transponíveis.

A equipe de pesquisa também explorou por que as espécies de camarões eussociais tinham mais elementos transponíveis em seu genoma do que as espécies não eussociais. Eles presumiram que “o acúmulo de elementos transponíveis em camarões que picam eussociais é provavelmente o resultado de uma forte divisão reprodutiva do trabalho, onde a rainha é frequentemente o único indivíduo reprodutivo em uma colônia”, disse Chak. A modelagem evolucionária confirmou que os elementos transponíveis proliferaram nos genomas das espécies eussociais devido à sua forma única de organização social. No entanto, como os elementos transponíveis são sequências de DNA que podem “pular” de um lugar no genoma para outro, eles também são uma fonte de mutação e podem levar ao rearranjo genômico. Uma vez que os cientistas reconheceram há muito tempo que os elementos transponíveis podem gerar mudanças genômicas adaptativas, a abundância moderada de elementos transponíveis nas espécies ancestrais de Synalpheus poderia ter ajudado a conduzir a transição inicial para a eussociabilidade, embora os pesquisadores observem que testar essa ideia exigirá mais trabalho.

De acordo com os autores, existe uma relação poderosa entre a evolução do genoma e a evolução social na mordida de camarão, na qual características sociais podem influenciar a arquitetura do genoma. “Compreender como viver em sociedades complexas pode fornecer feedback sobre a arquitetura do genoma representa uma nova área de estudo intrigante que tem implicações para todos os tipos de animais sociais, talvez até humanos”, disse Rubenstein. Afinal, os elementos transponíveis constituem quase metade do genoma humano e, como o camarão, também vivemos em sociedades complexas que compartilham muitas das mesmas características.

Fonte da história:

Materiais fornecido por Centro Médico Irving da Universidade de Columbia. Nota: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e comprimento.