Um novo método de extração de DNA antigo de ossos minúsculos revela a história evolutiva oculta das lagartixas da Nova Zelândia
Aoteaora da Nova Zelândia experimentou uma história geológica e climática dinâmica. Houve a separação do supercontinente meridional Gondwana, o quase afogamento durante o Oligoceno, cerca de 27 a 22 milhões de anos atrás, e as mudanças dramáticas causadas pelas eras glaciais durante o Pleistoceno, que começou há 2,6 milhões de anos.
Em conjunto com essas mudanças na escala da paisagem, a biodiversidade de Aotearoa passou por uma jornada igualmente dramática, evoluindo para algo exclusivamente da Nova Zelândia. Jared Diamond descreveu nossa vida selvagem como "a coisa mais próxima de estudar a vida em outro planeta".
A chegada dos humanos do final do século 13 prejudicou seriamente nossa capacidade de estudar essa história evolutiva . Isso resultou na extinção de cerca de 70 aves, um mamífero, um peixe, até três sapos e potencialmente um lagarto. Aqueles que sobreviveram sofreram severas contrações de alcance e perda significativa de diversidade genética.
O DNA antigo preservado em ossos por dezenas de milhares de anos permitiu aos cientistas desvendar os segredos genéticos de algumas de nossas espécies de taonga e mostrar como elas responderam às mudanças ambientais.
Mas a maioria das pesquisas paleogenéticas se concentrou em grandes animais chamativos, como moa e leões-marinhos , cujos ossos podem suportar pequenos pedaços cortados sem apagar os pontos de referência que usamos para distinguir espécies, como um moa de patas pesadas de um moa gigante . Animais menores eram frequentemente ignorados porque a amostragem teria destruído todo o osso, deixando apenas um curador irritado do museu para lidar.
E se houvesse uma maneira de extrair DNA antigo desses pequenos ossos, ou taonga tūturu (artefatos culturais), sem destruir o próprio espécime em que você está interessado? Desenvolvemos uma técnica que faz exatamente isso — um banho de osso enzimático que absorve DNA antigo, permitindo-nos sequenciar genomas antigos sem nenhum dano ósseo observável.
Uma herança biológica dinâmica
O resultado de nosso trabalho é que agora podemos reconstruir as histórias evolutivas anteriormente ocultas desses pequenos e negligenciados animais.
Pegue as lagartixas da Nova Zelândia, por exemplo. Existem pelo menos 48 espécies, todas severamente impactadas pela chegada humana, mascarando sua verdadeira história evolutiva.
Pensava-se anteriormente que você só poderia distinguir espécies de lagartixas com base em seu tamanho , não em forma, a ponto de os ossos de lagartixas pré-humanos serem separados em caixas de tamanho quase taxonômico. Considerando que a maioria das lagartixas vivas da Nova Zelândia mostra uma sobreposição considerável de tamanho, isso não ajuda na discriminação entre as espécies.
Usando a digitalização 3D e nosso novo método de extração não destrutivo , nos concentramos na maior classe de tamanho de ossos de lagartixa. Acontece que você pode distinguir os ossos de lagartixas pela forma, mas não pelo tamanho (com exceção das maiores espécies existentes), o que significa que nosso conhecimento das lagartixas de Aotearoa é agora uma "lousa em branco" paleontológica, uma coisa rara de fato.
A digitalização 3D mostrou que os ossos da maior classe de tamanho representavam uma lagartixa extinta anteriormente desconhecida ou a lagartixa de Duvaucel (Hoplodactylus duvauceli) sofreu um grande declínio na diversidade morfológica, pois foi exilada da Nova Zelândia continental após a chegada humana.
Nossa análise genética de genomas mitocondriais antigos mostrou que a lagartixa de Duvaucel passou por um grande gargalo morfológico e genético associado à extinção do continente. Não só isso — ela teve uma história evolutiva dinâmica que remonta ao tempo em resposta a algumas das maiores mudanças no passado geológico e climático da Nova Zelândia.
As populações das ilhas Norte e Sul divergiram cerca de cinco milhões de anos atrás, quando a lagartixa de Duvaucel se dispersou pelos estreitos do Plioceno e pelas ilhas efêmeras que separavam as duas principais ilhas da Nova Zelândia muito antes do Estreito de Cook se formar, cerca de 500.000 anos atrás. Essas populações agora divergiram tanto que achamos que poderiam ser espécies diferentes, embora ainda haja mais trabalho para apoiar nosso palpite.
Na Ilha do Sul, as eras glaciais forçaram a lagartixa de Duvaucel (e sua floresta natal ) a recuar para refúgios separados do norte e do sul durante os períodos glaciais frios, destacando que a glaciação pode ser uma força criativa para a biodiversidade . À medida que o nível do mar subiu, várias populações foram isoladas em ilhas escarpadas no Estreito de Cook. Enquanto essas populações da ilha sobreviveram à chegada dos humanos, as do continente não tiveram tanta sorte.
Na Ilha do Norte era uma história de dois mundos diferentes. Linhagens antigas viviam em áreas remotas e acidentadas como Waitomo, Northland e em ilhas geologicamente antigas como os Poor Knights e Great Barrier. Em contraste, as linhagens mais jovens tornaram-se restritas às ilhas costeiras quando o nível do mar subiu no final da última era glacial, cerca de 11.000 anos atrás. Como seus primos da Ilha do Sul, as linhagens de ilhas isoladas são os únicos sobreviventes de hoje.
Longe de ser negligenciada, nossa pequena fauna de vertebrados está finalmente amadurecendo à medida que novas técnicas científicas são desenvolvidas para reconstruir sua herança biológica e, por sua vez, ajudar no gerenciamento de conservação baseado em evidências.
Outras descobertas emocionantes estão, sem dúvida, ao virar da esquina com novos projetos que nosso grupo de laboratório está realizando em lagartixas, lagartos (eles também são atormentados por baseadas em tamanho ), sapos e tuatara. Às vezes, as menores coisas podem desvendar os maiores segredos.
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