Como a Salvinia molesta se tornou tão invasora

Algumas ervas daninhas são apenas um incómodo. Salvinia molesta está mais perto de uma tomada de poder. Esta samambaia flutuante consegue duplicar a sua biomassa em apenas 36 horas. Se ninguém a perturbar, cobre lagoas e rios de corrente lenta com um tapete verde espesso.

Esse tapete impede a luz solar de chegar à água. Além disso, consome o oxigénio disponível, e a vida submersa começa a ressentir-se. A planta já se instalou em água doce em mais de 60 países e figura entre as 100 espécies mais invasoras do mundo. A rapidez com que se espalha sugeria que havia algo de invulgar a acontecer por baixo da superfície.

Salvinia molesta sufoca lagos

Durante anos, uma pergunta simples ficou sem resposta: o que torna a Salvinia molesta tão imparável na expansão?

A velocidade pura desta planta tem esgotado gestores de recursos hídricos em todo o lado. Uma lagoa pode parecer desimpedida numa semana e, na seguinte, ficar completamente abafada.

O caminho para a explicação começa com um equívoco: durante muito tempo, descreveu-se a planta errada.

Décadas de identidade trocada

Uma equipa liderada pelo professor associado Fay-Wei Li, do Instituto Boyce Thompson (BTI) e da Universidade de Cornell, analisou em detalhe o genoma da espécie. Erin Sigel, da Universidade de New Hampshire, trabalhou com ele.

Durante décadas, S. molesta foi classificada como alopentaplóide - isto é, um híbrido com cinco conjuntos de cromossomas provenientes de várias espécies parentais.

O genoma contou outra história. A planta é, na realidade, um híbrido diplóide, com apenas dois conjuntos de cromossomas. Cada conjunto vem de uma espécie parental diferente. E ambos esses progenitores continuam desconhecidos para a ciência.

Encontrá-los tornou-se agora uma busca em aberto. Duas “samambaias fantasma” algures deixaram a sua marca neste invasor.

“A identificação errada de S. molesta manteve-se durante décadas”, afirmou Li. “Acertar nisto é importante, não só para a biologia evolutiva, mas para perceber como esta planta se tornou tão bem-sucedida como invasora.”

Não consegue reproduzir-se sexualmente

Os dois conjuntos de cromossomas no interior da planta não são compatíveis. E esse desajuste é o centro de toda a história.

“Transportam números diferentes de cromossomas e várias diferenças estruturais importantes”, explicou Yanã Rizzieri, primeira autora do estudo e doutoranda no laboratório de Li.

“Quando a planta tenta entrar em meiose, essas diferenças impedem o emparelhamento correcto dos cromossomas. Não se formam esporos viáveis. A planta não consegue reproduzir-se sexualmente.”

Ou seja, a via habitual fica fechada: sem esporos, sem sementes, sem descendência sexual.

A clonagem como estratégia de conquista

O que a planta consegue fazer é crescer depressa e fragmentar-se. Pequenos pedaços desprendem-se do indivíduo-mãe e passam a originar plantas totalmente novas.

Cada uma dessas plantas é uma cópia genética. Basta um único fragmento chegar a uma nova lagoa para desencadear uma invasão completa.

A partir daí, todas as plantas seguintes são clones da primeira. É uma forma estranha de dominar a água - e assustadoramente eficiente.

Quase sem diferenças genéticas

Para testar esta hipótese, a equipa sequenciou 100 plantas individuais. As amostras vieram de cinco populações no sudeste dos Estados Unidos.

A diversidade genética estava praticamente ausente. Dentro de cada população, as plantas eram quase indistinguíveis.

A maioria das diferenças entre indivíduos surgia apenas numa única planta. Esse padrão é típico de uma população clonal que se expande a partir de um fundador original.

A pouca variação nova apareceu apenas através de erros de cópia acumulados ao longo do tempo. Não houve qualquer recombinação sexual a baralhar o genoma.

Salvinia molesta traz esperança

Esta vida em modo clonal tem um lado útil: toda a população invasora partilha a mesma “planta-base” genética.

Assim, um tratamento que reduza a planta de forma consistente num local deverá funcionar de igual modo noutros. Se resultar no Louisiana, a mesma abordagem poderá ser aplicada noutros sítios.

Para quem luta contra espécies invasoras, isto é uma notícia invulgarmente animadora. Em certo sentido, o adversário é sempre a mesma planta.

Um método de controlo validado numa via de água deverá transferir-se para a seguinte. Em vez de adivinhar caso a caso, os gestores podem testar uma vez e aplicar de forma ampla.

Genomas de samambaias surpreendem

A equipa analisou também uma parente próxima, S. cucullata, para comparação. Esta pequena samambaia aquática tem o menor genoma conhecido entre as samambaias: apenas 250 milhões de pares de bases.

A escolha foi intencional. Colocar o invasor lado a lado com o seu “primo” de genoma mais compacto prometia um contraste claro sobre como os genomas de samambaias podem mudar.

Combinaram sequenciação de leituras longas com mapeamento de cromatina Hi-C. Essa dupla permitiu montar, para ambas as samambaias, genomas ao nível do cromossoma.

Depois, os resultados contrariaram o esperado. Nenhuma das duas se comportou como os manuais sugeriam.

Mudanças no tamanho do genoma

• S. cucullata* tem um genoma cerca de 14 vezes mais pequeno do que o nosso. Ainda assim, possui 68 cromossomas - quase quatro vezes mais do que se tinha estimado.

• S. molesta* vai no sentido oposto. O seu genoma é dez vezes maior do que o de S. cucullata, mas tem apenas 46 cromossomas.

Esses 46 distribuem-se por dois subgenomas distintos. Os dois ramos separaram-se entre si há cerca de 25 milhões de anos.

O que isto significa para as samambaias

“As nossas conclusões mostram que a evolução dos genomas de Salvinia é muito dinâmica, mais parecida com a das plantas com flor do que com a da maioria das samambaias, que têm genomas grandes”, disse Sigel.

Na maior parte das samambaias de genomas grandes, as mudanças acontecem a um ritmo lento. Afinal, Salvinia segue regras bem mais activas.

Aqui, o tamanho do genoma e o número de cromossomas deixaram de andar de mãos dadas. Um genoma maior não implicou mais cromossomas, invertendo uma suposição comum.

Este trabalho contraria um modelo antigo sobre a evolução dos genomas de samambaias. E transforma Salvinia numa ferramenta precisa para estudar como a reprodução molda um genoma.

Ao mesmo tempo, liga directamente a biologia da planta ao seu perigo: o mesmo emparelhamento defeituoso que bloqueia o sexo é o que criou um invasor tão incansável, baseado em copiar e espalhar.