Pesquisadores da Universidade de Copenhagen e instituições parceiras estão no meio do mapeamento do material genético de todas as aves. Entre muitas outras coisas, seus dados fornecem uma oportunidade para investigar quais pássaros descendem dos dinossauros primeiro, como as asas se desenvolveram e por que os pássaros cantam dessa maneira.
Como os genomas dos pássaros se desenvolveram desde sua evolução de dinossauros para pássaros? Quais genes são perdidos e quais ganhos? E quais são as consequências para a aparência, o canto e o comportamento dos pássaros?
Essas perguntas agora podem ser respondidas analisando os dados em um dos maiores projetos de sequenciamento de genoma em animais do mundo o B10K onde os pesquisadores estão mapeando os genomas de cada uma das 10.500 espécies de pássaros do mundo.
Até agora, pesquisadores da Universidade de Copenhagen e instituições parceiras mapearam 363 genomas de 92,4 por cento de todas as famílias de pássaros na Terra.
Em seu novo estudo, a segunda fase de quatro, eles investigaram as diferenças e semelhanças genômicas nas aves e podem confirmar que seu material genético é notavelmente semelhante.
"Estamos surpresos com as semelhanças entre o DNA aviário. Além disso, as aves perderam vários genes em seu ancestral comum desde sua evolução dos dinossauros durante os últimos mais de 150 milhões de anos. Isso é um resultado de sua adaptação para poder voar", explica Professor Guojie Zhang, do Departamento de Biologia da Universidade de Copenhagen e um dos principais pesquisadores do B10K.
Ao perder um gene, as belas vozes dos pássaros canoros emergiram.
Os genes também foram perdidos e ganhos na evolução mais recente das aves, por exemplo, nos pássaros canoros, que fazem parte da família dos pássaros passeriformes, um grupo extraordinariamente diversificado de pássaros com mais de 6.000 espécies.
De acordo com o estudo, os pássaros canoros perderam um gene conhecido como cornulina, que controla a resiliência mecânica e a elasticidade do esôfago e afeta sua capacidade de cantar.
A perda desse gene permitiu que o esôfago se tornasse mais flexível, permitindo que os pássaros canoros usassem o bico e o esôfago como filtro acústico. Mudando rapidamente o volume desta cavidade, os sobretons (harmônicos superiores) são eliminados e tons puros de diferentes frequências são produzidos.
A capacidade de cantar com tons puros é uma característica especial dos pássaros canoros, de acordo com Leopold Eckhart, que é professor da Universidade Médica de Viena e pesquisador do B10K.
"A maioria dos pássaros se comunica por sons, mas os pássaros canoros são excelentes. Surpreendentemente, não foi a evolução de novos genes, mas a perda de um antigo gene que ajudou os pássaros canoros a se tornarem os melhores cantores", diz ele.
A maioria das aves, répteis e mamíferos, incluindo humanos, reteve a cornulina, enquanto os pássaros canoros se beneficiaram com as mutações que destruíram esse gene. Os pesquisadores agora estão usando as novas sequências do genoma de pássaros para identificar mudanças mais sutis em outros genes que também contribuíram para a evolução do canto dos pássaros, explica Eckhart.
É importante notar que este é apenas um dos muitos exemplos de como os genomas das aves são diferentes uns dos outros.
Amostras de tecido podem lançar luz sobre a evolução das aves
Os pesquisadores do estudo B10K coletaram amostras de tecido de pássaros no Museu de História Natural Dinamarquês, no Museu Nacional de História Natural Smithsonian e no Museu de Ciências Naturais da Universidade Estadual da Louisiana, para citar alguns.
Os genomas das amostras de tecido foram analisados usando modelos de computador que comparam genomas para identificar diferenças e semelhanças. Com esse método, os pesquisadores conseguiram revelar partes ocultas de sua evolução.
"Os genomas são uma fonte rica de informações que podem ser aplicadas a uma série de questões. Estamos usando os dados para reconstruir as relações evolutivas entre pássaros diferentes e para descobrir as diferenças e semelhanças em certos genes e vias. Os genomas também facilitam análises típicas feito em genética da conservação que visa preservar a viabilidade das populações de aves ", conclui Josefin Stiller, pós-doutoranda do Departamento de Biologia e uma das pesquisadoras participantes do extenso projeto de mapeamento.
O estudo acaba de ser publicado na revista científica Nature.
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