Espinhos, erroneamente chamados de “espinhos” para rosas, surgiram em várias espécies de plantas ao longo de centenas de milhões de anos de evolução. Um consórcio internacional de pesquisa, liderado pelo Cold Spring Harbor Laboratory nos EUA e envolvendo o INRAE, descobriu o gene responsável pela presença de espinhos em várias espécies de plantas, incluindo rosas. Esses resultados, publicados em 02 de agosto no periódico Science, apontam para a existência de um programa genético comum na origem dos espinhos.
As rosas não têm espinhos, mas sim espinhos, que são excrescências laterais da epiderme, semelhantes às encontradas em berinjelas. Ao contrário dos espinhos, que são caules ou folhas modificados, os espinhos podem ser destacados sem rasgar as fibras da planta. Ao longo de 400 milhões de anos de evolução, muitas espécies distantes de plantas desenvolveram espinhos convergentemente. Esses crescimentos oferecem inúmeras vantagens para essas plantas, permitindo que elas detenham herbívoros, retenham e absorvam água atmosférica ou apoiem o crescimento de plantas trepadeiras.
É neste contexto que um consórcio de cientistas vem investigando a origem dos espinhos em diferentes plantas, como o gênero Solanum (que inclui berinjelas, batatas e tomates) e o gênero Rosa, que tem sido particularmente estudado pelos cientistas do INRAE.
Os pesquisadores usaram uma combinação de abordagens genéticas, incluindo a criação de um mapa genético por meio do cruzamento de diferentes espécies de berinjela, para localizar a posição do gene anteriormente não identificado que controla o desenvolvimento do espinhos.
Graças às suas análises, eles descobriram que o gene LOG é o determinante no controle do desenvolvimento dos espinhos. Este gene está envolvido na síntese de citocinina, um hormônio vegetal essencial para a proliferação celular e o desenvolvimento das plantas. Os pesquisadores então identificaram este gene nos genomas de outras espécies, incluindo rosas. A alteração ou deleção do gene, causando uma perda de espinhos, confirmou seu papel no aparecimento de excrescências.
Esses resultados demonstram a existência de um programa genético comum, na origem de uma inovação morfológica vegetal, espinhos, que é disseminado e recorrente ao longo da evolução. Eles também abrem a possibilidade de entender um mecanismo de desenvolvimento na origem da evolução adaptativa compartilhada em várias espécies de plantas.
Satterlee JW, Alonso D., Gramazio P. et al. (2024). Evolução convergente de espinhos de plantas por cooptação repetida de genes ao longo do tempo profundo. Science, DOI: https://doi.org/10.1126/science.ado1663