Populações silvestres de Solanum cheesmaniae, das Ilhas Galápagos, passaram a produzir quantidades maiores de uma configuração química ancestral ligada à defesa da planta. O fenômeno envolve os glicoalcaloides esteroidais, moléculas associadas à proteção contra herbívoros e outros agentes do ambiente.
Tomates modernos produzem principalmente compostos na configuração 25S. A forma mais antiga, 25R, ainda aparece em plantas como a berinjela. Na espécie analisada, o perfil químico variou conforme a ilha: nas formações mais antigas, predominou o padrão típico dos tomates; nas ilhas ocidentais mais jovens, aumentou a presença da configuração ancestral.
Mutações alteraram a enzima GAME8
A mudança está associada à GAME8, enzima que participa da rota bioquímica responsável pela produção desses compostos. Os pesquisadores identificaram alterações na sequência de aminoácidos da enzima. Populações com quantidade intermediária do composto ancestral apresentaram uma substituição importante. Nas que tinham níveis mais altos, foram encontradas três substituições no sítio ativo, modificando a estereoespecificidade da GAME8.
O estudo examinou a química, os genes e a história evolutiva de 35 linhagens de Solanum cheesmaniae das Galápagos. Também foram analisadas 21 linhagens de Solanum galapagense, outra espécie nativa do arquipélago. Nesse grupo, os compostos continuaram sendo produzidos quase exclusivamente na configuração 25S.
Sequenciamento genético, análise química, comparações filogenéticas e testes funcionais em plantas experimentais ajudaram a relacionar as alterações na GAME8 à mudança observada. Os resultados indicam que a configuração 25R provavelmente existia antes da especialização que levou aos compostos predominantes nos tomates atuais.
Hipóteses sobre a mudança
As populações com maior presença da configuração ancestral estão principalmente nas ilhas ocidentais mais jovens, com menos de 500 mil anos. Os autores consideram que isolamento geográfico, clima, solo, altitude, herbívoros e patógenos podem impor pressões seletivas diferentes. O estudo, porém, não aponta um único fator ambiental como responsável. Mutação, seleção natural e deriva genética também podem participar do processo.
O caso é descrito como possível evolução reversa, mas não significa que a espécie esteja voltando no tempo. As plantas continuam acumulando mutações e se adaptando ao ambiente atual. O que reapareceu foi parte de uma rota bioquímica ancestral, por meio de alterações genéticas que restauraram parcialmente uma função antiga da enzima.
