Mistério Genético do Dragão Marinho Resolvido
Os dragões-marinhos (Phyllopetryx taeniolatus) vivem na costa oeste e sul da Austrália. Uma equipe internacional envolvendo o biólogo evolucionário Axel Meyer, da Universidade de Konstanz, encontrou agora a base genética para algumas características externas do dragão-marinho, como sua falta de dentes e seus distintos apêndices semelhantes a folhas. A equipe também localizou o gene de determinação sexual no genoma do dragão-marinho. O estudo foi publicado em 18 de agosto de 2021, na Science Advances.
Especialistas em camuflagem
Os seadragons pertencem à família Syngnathidae junto com cavalos-marinhos e canos. Seu nome refere-se à forma de dragão de seus corpos e à coloração espetacular de seus apêndices especiais de pele semelhantes a folhas. Eles são considerados especialistas em camuflagem por causa de sua capacidade de imitar o aparecimento de algas marinhas. Como os outros membros da família Syngnathidae, os dragões-marinhos exibem adaptações e comportamentos especiais: eles têm uma boca instada em forma de tubo, não têm as barbatanas ventral e pélvica e escamas típicas dos peixes, mas em vez disso têm uma casca óssea cobrindo todo o corpo.
Cavalos-marinhos secos são usados na medicina tradicional chinesa, o que levou muitas espécies a serem altamente ameaçadas. Eles não nadam horizontalmente, mas deslizam lentamente através de recifes de coral e águas costeiras rasas, quase verticalmente – como um cavalo – com as cabeças dobradas para baixo. Sua cauda preênsil pode ser usada para segurar as coisas. Como outras espécies de cavalos-marinhos, os machos do dragão-marinho são responsáveis por proteger os ovos rosa brilhantes presos ao exterior de seus corpos até que eclodam.
O genoma do dragão-marinho, um peixe muito incomum, foi decodificado. Novos insights ajudam a responder à questão da invenção evolutiva – Resultados de uma equipe internacional de pesquisa, incluindo o biólogo evolucionário Axel Meyer, baseado em Konstanz, publicado na Science Advances. Crédito: Universidade de Konstanz
Enquanto sequenciam o genoma e examinam a base genética para outras características externas dos dragões marinhos, pesquisadores de cinco equipes da China, Cingapura, Japão e Alemanha concentraram seus esforços na determinação sexual, falta de dentes e apêndices de pele recém-evoluídos em dragões marinhos. A equipe de pesquisa, liderada pelo professor Qiang Lin, da Academia Chinesa de Ciências em Guangzhou, mostrou que uma série de genes é responsável por esse desenvolvimento evolutivo que geralmente controla o desenvolvimento de barbatanas. Os apêndices de pele semelhantes a folhas dos dragões marinhos são, portanto, raios-barbatanas altamente alterados.
Como cavalos-marinhos, os dragões marinhos também são desdentados. Eles usam seus focinhos longos para sugar sua comida, pequenos crustáceos, e engoli-los inteiros. A análise do genoma mostra que, nos parentes dos cavalos-marinhos, também faltam vários genes que contribuem para o desenvolvimento de dentes em outros peixes, bem como em humanos. A equipe de pesquisa testou a hipótese sobre o gene scpp5 correspondente, desligando esse gene em peixes-zebra, um organismo modelo bem pesquisado com dentes faringeais. Como esperado, o peixe mutante exibiu dentes reduzidos. A função do gene perdido responsável pela perda dentária foi, portanto, comprovada em experimentos crispr-cas molecular-biológicos.
Machos cuidam de ovos fertilizados
Também é típico que os membros masculinos da família dos cavalos-marinhos cuidem de ovos fertilizados até que eclodam. Os machos de cavalos-marinhos desenvolveram bolsas de ninhada, mas os machos das espécies mais antigas do dragão-marinho ainda carregam os ovos pegajosos visivelmente em suas caudas. As fêmeas colocam os ovos neste local especial nos corpos dos machos, e eles são então transportados pelos dragões marinhos machos e, portanto, protegidos de predadores. É geralmente mais comum que os peixes machos cuidem de ovos fertilizados em vez de fêmeas, embora esta forma em particular só tenha evoluído em membros da família dos cavalos-marinhos.
Nesse contexto, os pesquisadores procuraram mecanismos de determinação sexual que antes eram desconhecidos nos dragões marinhos. No geral, é difícil localizar a determinação sexual em peixes, já que, na maioria das vezes, eles não têm cromossomos sexuais especiais, como os cromossomos X e Y em mamíferos. A equipe encontrou a base molecular para a determinação sexual em dragões marinhos estar no hormônio mulleriano, como havia sido documentado anteriormente também para cavalos-marinhos.
O sequenciamento do genoma do dragão-marinho foi concluído como parte de um projeto adicional no contexto de uma colaboração de longo prazo entre as equipes de pesquisa em Guangzhou e Konstanz. A primeira publicação – no primeiro genoma do cavalo marinho – foi publicada por ambas as equipes em 2016 na Nature, com uma segunda com 21 novos genomas de cavalos-marinhos que apareceram este ano na Nature Communications. Axel Meyer: "Nossa pesquisa sobre o genoma busca derivar o fenótipo correspondente ou "essência" desses animais. Estamos nos esforçando para entender como um animal se parece com base em sua sequência de genomas e nossa compreensão da função dos genes. Os dragões marinhos são peixes que não se parecem com peixes típicos. Eles são uma espécie particularmente fascinante e bonita.
Referência: "A análise do genoma do Seadragon fornece insights sobre seu fenótipo e lócus de determinação sexual" por Meng Qu, Yali Liu, Yanhong Zhang, Shiming Wan, Vydianathan Ravi, Geng Qin, Han Jiang, Xin Wang, Huixian Zhang, Bo Zhang, Zexia Gao, Ann Huysseune, Zhixin Zhang, Hao Zhang, Zelin Chen, Haiyan Yu, Yongli Wu, Lu Tang, Chunyan Li, Jia Zhong, Liming Ma, Fengling Wang, Hongkun Zheng, Jianping Yin, Paul Eckhard Witten, Axel Meyer, Byrappa Venkatesh e Qiang Lin, 18 de agosto de 2021, Science Advances
DOI: 10.1126/sciadv.abg5196
Principais fatos:
- Estudo sobre a base genética para o fenótipo do dragão-marinho e o mecanismo genético por trás da determinação sexual
- Colaboração de pesquisa de cinco equipes da China, Cingapura, Japão e Alemanha, incluindo o biólogo evolucionário Professor Axel Meyer
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