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Amborella trichopoda (acima), planta com flor mais antiga, e o lírio dágua
Nova Iorque - Durante toda sua vida, Charles Darwin (1809-1882) esteve rodeado por flores. Mas mesmo com a familiaridade com elas, para ele, sua evolução era "um mistério abominável".
Uma coisa que para ele era óbvia era que as plantas que geram flores tiveram mais sucesso. Elas representam a maioria das espécies vegetais e dominam muitos ecossistemas, de florestas tropicais até savanas. Elas também dominam fazendas. A maioria das calorias que os humanos consomem (em alimentos como o milho, o arroz e o trigo) passou um dia pela fase de flor.
O registro de fósseis de flores ofereceu a Darwin poucos esclarecimentos sobre sua evolução. Hoje, novos espécimes foram encontrados, mas os cientistas estão indo além e encontrando pistas nos genes das flores de hoje mesmo.
Com base na genética, eles testam as informações codificadas no DNA das plantas para criar tipos de flores diferentes. As pesquisas apontam que as flores evoluíram da mesma forma que os olhos e membros de outros seres: pelo recrutamento de genes já existentes para novas atividades.
No final dos anos 80, os cientistas descobriram os primeiros genes que comandam o desenvolvimento das flores. Eles estavam estudando uma planta chamada de Arabidopsis, uma cobaia vegetal, quando observaram que mutações poderiam desencadear mudanças grotescas. Algumas mutações faziam com que pétalas crescessem no lugar dos estames, os órgãos masculinos da flor. Outras mutações transformavam o círculo central de pétalas em sépalas ou ainda sépalas em folhas.
A descoberta foi um eco memorável das ideias do poeta alemão Goethe, que era um atencioso observador das plantas. Em 1790, ele escreveu um estudo visionário intitulado "A Morfologia das Plantas", no qual defendia que todos os órgãos vegetais, incluindo as flores, surgiram na forma de folhas. De acordo com o poeta, "do início ao fim, a planta não é nada além de uma folha".
Dois séculos mais tarde, os cientistas descobriram que as mutações genéticas poderiam causar transformações radicais como as previstas por Goethe. Nas duas últimas décadas, eles investigaram como os genes se revelavam através destas mutações em flores normais. Os genes codificam proteínas que podem se tornar outros genes, que, por sua vez, podem acionar ou "desligar" outros genes. Juntos, os genes podem desencadear o desenvolvimento de uma pétala ou qualquer outra parte da flor.
O estudo destes genes pode ajudar os cientistas a descobrir como evoluíram as flores atuais. Eles descobriram versões dos genes das flores de Arabidopsis em outras espécies, inclusive a Amborella trichopoda, planta com flor mais antiga existente hoje. Em muitos casos, os genes acidentalmente se duplicaram em linhagens diferentes.
Vivian Irish, uma bióloga da Universidade de Yale, e sua equipe ainda estão aprendendo como manipular papoulas. Conforme a própria Vivian enfatiza, "as papoulas evoluíram em pétalas de forma independente". A bióloga e sua equipe conseguiram identificar os genes que comandam o surgimento de flores através do "desligamento" de alguns genes e a produção de flores monstruosas como resultado disto.
Os resultados, de acordo com a cientista, indicam que as flores evoluíram a partir de um conjunto básico de genes que marcou as diferentes regiões de um estema. Esses genes geográficos produzem proteínas que podem se transformar em outros genes responsáveis pela criação de outras estruturas.
Se Vivian estiver correta, as flores evoluíram de forma muito parecida à anatomia humana. Nossas pernas, por exemplo, evoluíram de forma independente das pernas das moscas, mas muitos dos genes ancestrais envolvidos no desenvolvimento de apêndices são os mesmos utilizados no desenvolvimento destes membros.
A cientista comenta, entretanto, que seus estudos sobre pétalas são apenas uma parte da história. "Muitas coisas aconteceram quando as flores surgiram. Elas evoluíram a partir de um novo arranjo de órgãos sexuais. Um pinheiro, por exemplo, possui árvores macho e fêmea, mas as flores possuem órgãos masculinos e femininos em um mesmo eixo."
Uma vez tendo os órgãos masculinos e femininos, as flores passaram por uma mudança invisível a olho nu que pode ter feito com que elas tomassem um lugar dominante no reino das plantas.
Quando um grão de pólen fertiliza um óvulo, ele faz com que surjam dois conjuntos de DNA. Enquanto um conjunto fertiliza o óvulo, o outro se destina ao invólucro que cerca o óvulo. O invólucro se enche de endosperma, um material rico em amido que faz com que o óvulo se transforme em uma semente. Com a diversificação das linhagens primitivas, as flores acabaram por formar seu endosperma com dois conjuntos de genes vindos da "mãe" e um vindo do "pai".
Dr. Friedman, da Universidade do Colorado, documentou essa transição e não acredita que seja uma coincidência que as plantas que produzem flores tivessem uma explosão evolucionária após ganharem um conjunto extra de genes em seu endosperma. O cientista se voltou então à visão de Goethe: fontes simples, para resultados complexos.
Flores com apenas um par de DNA feminino no endosperma, como o lírio dágua, começam com um único núcleo em uma ponta do saco embrionário. Ele se divide e um núcleo migra para o meio do saco para se tornar parte do endosperma.
Mais tarde, ocorreu uma variação. Em uma rosa ou papoula, um único núcleo aparece em uma das pontas do saco embrionário. Entretanto, quando esse núcleo se divide, ele vai para a outra extremidade do saco. Os dois núcleos se dividem, e então uma metade de cada um se move para o centro.
A duplicação, um processo simples, levou a uma maior complexidade e a maioria das transformações nas flores.
"A natureza não sai inventando coisas complexas. Ela cria novidade de maneiras bem simples. Goethe já havia descoberto isto", finalizou Dr. Friedman.
