DNA revela troca genética entre cavalos da Eurásia e da América

Intercâmbio feito pela ligação terrestre que existia onde hoje é o Estreito de Bering pode ter servido inclusive para preservar a espécie de mudanças drásticas no clima

Cavalos antigos cruzaram a ponte de terra de Bering em ambas as direções entre a América do Norte e a Ásia várias vezes durante o Pleistoceno. Crédito: Julius Csotonyi

Um novo estudo de DNA antigo de fósseis de cavalos encontrados na América do Norte e na Eurásia mostra que as populações de cavalos nos dois continentes permaneceram conectadas através da ponte da terra que existia onde hoje está o Estreito de Bering, movendo-se para frente e para trás e cruzando-se várias vezes ao longo de centenas de milhares de anos.

As novas descobertas demonstram a continuidade genética entre os cavalos que morreram na América do Norte no final da última era glacial e os cavalos que foram domesticados na Eurásia e posteriormente reintroduzidos na América do Norte pelos europeus. O estudo vai ser publicado na revista Molecular Ecology e está disponível online.

“Os resultados deste artigo mostram que o DNA fluiu facilmente entre a Ásia e a América do Norte durante as eras glaciais, mantendo a conectividade física e evolutiva entre as populações de cavalos em todo o hemisfério norte”, disse a autora correspondente Beth Shapiro, professora de ecologia e biologia evolutiva da Universidade da Califórnia em Santa Cruz (EUA) e pesquisadora do Howard Hughes Medical Institute.

Corredor ecológico

O estudo destaca a importância da ponte terrestre de Bering como corredor ecológico para o movimento de grandes animais entre os continentes durante o Pleistoceno, quando maciços mantos de gelo se formaram durante os períodos glaciais. Os níveis do mar drasticamente mais baixos revelaram uma vasta área de terra conhecida como Beríngia, que se estende do rio Lena, na Rússia, ao rio MacKenzie, no Canadá, com extensas pastagens que sustentavam populações de cavalos, mamutes, bisões e outros representantes da fauna do Pleistoceno.

Os paleontólogos sabem há muito tempo que os cavalos evoluíram e se diversificaram na América do Norte. Uma linhagem de cavalos, conhecida como cavalos cabalinos (que inclui cavalos domésticos), dispersou-se na Eurásia pela ponte de Bering cerca de 1 milhão de anos atrás, e a população da Eurásia começou a divergir geneticamente dos cavalos que permaneceram na América do Norte.

O novo estudo mostra que, após a divisão, houve pelo menos dois períodos em que os cavalos se moveram entre os continentes e se cruzaram, de modo que os genomas dos cavalos norte-americanos adquiriram segmentos do DNA da Eurásia e vice-versa.

“Este é o primeiro olhar abrangente sobre a genética de antigas populações de cavalos em ambos os continentes”, disse a primeira autora Alisa Vershinina, pós-doutoranda que trabalha no Laboratório de Paleogenômica de Shapiro na UC Santa Cruz. “Com dados dos genomas mitocondrial e nuclear, pudemos ver que os cavalos não apenas se dispersavam entre os continentes, mas também se cruzavam e trocavam genes.”

O DNA mitocondrial, herdado apenas da mãe, é útil para estudar as relações evolutivas porque acumula mutações em um ritmo constante. Também é mais fácil se recuperar de fósseis porque é um genoma pequeno e há muitas cópias em cada célula. O genoma nuclear transportado pelos cromossomos, no entanto, é uma fonte muito mais rica de informações evolutivas.

Alisa Vershinina trabalha no Laboratório de Paleogenômica da UC Santa Cruz, onde o DNA antigo é extraído de fósseis para sequenciamento e análise. Crédito: UC Santa Cruz
Árvore filogenética

Os pesquisadores sequenciaram 78 novos genomas mitocondriais de cavalos antigos encontrados na Eurásia e na América do Norte. Combinando aqueles com 112 genomas mitocondriais publicados anteriormente, eles reconstruíram uma árvore filogenética, um diagrama ramificado mostrando como todas as amostras estavam relacionadas. Com uma localização e uma data aproximada para cada genoma, eles podiam rastrear os movimentos de diferentes linhagens de cavalos antigos.

“Encontramos linhagens de cavalos da Eurásia aqui na América do Norte e vice-versa, sugerindo movimentos populacionais intercontinentais. Com genomas mitocondriais datados, podemos ver quando essa mudança de localização aconteceu”, explicou Vershinina.

A análise mostrou dois períodos de dispersão entre os continentes, ambos coincidindo com os períodos em que a ponte terrestre de Bering teria sido aberta. No Pleistoceno Médio, logo após as duas linhagens divergirem, o movimento foi principalmente de leste para oeste. Um segundo período no Pleistoceno Superior viu movimento em ambas as direções, mas principalmente de oeste para leste. Devido à amostragem limitada em alguns períodos, os dados podem falhar em capturar outros eventos de dispersão, disseram os pesquisadores.

A equipe também sequenciou dois novos genomas nucleares de fósseis de cavalos bem preservados recuperados no Território de Yukon, no Canadá. Estes foram combinados com sete genomas nucleares publicados anteriormente, permitindo aos pesquisadores quantificar a quantidade de fluxo gênico entre as populações da Eurásia e da América do Norte.

Continuidade entre populações

“A visão comum no passado era que os cavalos se diferenciavam em espécies separadas assim que chegavam à Ásia, mas esses resultados mostram que havia continuidade entre as populações”, disse o coautor Ross MacPhee, paleontólogo do Museu Americano de História Natural. “Eles conseguiam cruzar livremente, e vemos os resultados disso nos genomas dos fósseis de ambos os lados da divisão.”

As novas descobertas certamente alimentarão a controvérsia em curso sobre o manejo de cavalos selvagens nos Estados Unidos, descendentes de cavalos domésticos trazidos pelos europeus. Muitas pessoas consideram esses cavalos selvagens uma espécie invasora, enquanto outras os consideram parte da fauna nativa da América do Norte.

“Os cavalos persistiram na América do Norte por muito tempo e ocuparam um nicho ecológico aqui”, disse Vershinina. “Eles morreram há cerca de 11 mil anos, mas isso não é muito tempo em termos evolutivos. Os cavalos selvagens norte-americanos atuais podem ser considerados reintroduzidos, em vez de invasivos.”

O coautor Grant Zazula, paleontólogo do governo de Yukon, disse que as novas descobertas ajudam a reformular a questão de por que os cavalos desapareceram da América do Norte. “Foi uma perda regional de população, e não uma extinção”, disse ele. “Ainda não sabemos por quê. Mas isso nos diz que as condições na América do Norte eram dramaticamente diferentes no final da última era glacial. Se os cavalos não tivessem cruzado para a Ásia, teríamos perdido todos eles globalmente.”

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