Uma espécie de cobra invasora em uma ilha do Pacífico evoluiu com sucesso mesmo com um pequeno grupo de indivíduos inicial e uma alta taxa de endogamia (cruzamento entre indivíduos aparentados). O achado foi publicado no último dia 24 na revista Science Advances.

A cobra-arbórea marrom (Boiga irregularis) é nativa de Austrália, Papua-Nova Guiné e leste da Indonésia. Ela chegou à ilha de Guam, um território controlado pelo exército americano, a cerca de 1.500 km a leste das Filipinas, no Pacífico, em algum momento após a Segunda Guerra Mundial. Ainda não se sabe quantos indivíduos compunham a primeira colônia.

Na ilha, a cobra-arbórea encontrou um ambiente livre de predadores e com abundância de alimento: muitas das espécies nativas de aves foram levadas à extinção pelo réptil. Autoridades do Serviço Geológico dos Estados Unidos tentam, há décadas, controlar a população do animal invasor.

O novo estudo sugere que a B. irregularis conseguiu superar um problema comum em genética de populações: o “bottleneck” (efeito gargalo, em português). Ele ocorre quando um número reduzido de indivíduos leva ao desaparecimento da espécie após algumas gerações.

O gargalo populacional é impulsionado pela baixa variabilidade genética, uma vez que a endogamia gera descendentes geneticamente semelhantes, diminuindo sua chance adaptativa

Paradoxalmente, a cobra-arbórea conseguiu se salvar desse efeito gargalo e tornou-se uma das invasoras mais bem-sucedidas em Guam, com uma adaptação ao ambiente local e uma população, oito décadas depois de sua introdução, de 2 milhões de indivíduos.

A população da serpente na ilha apresentou uma diversidade genética muito maior do que o esperado em condições similares.

Os pesquisadores da Universidade de Buffalo, em Nova York, obtiveram uma sequência de leitura do genoma do animal. A partir daí, produziram, separadamente, as duas versões de cada cromossomo presentes em um indivíduo —uma herdade da mãe e outra do pai.

Os haplótipos foram analisados permitindo identificar as variantes do DNA de cada um deles, uma técnica mais precisa do que a comparação de sequências únicas de nucleotídeos (as letras que compõem o material genético, A, T, C e G), chamadas SNPs.

Na análise, eles identificaram em torno de 19 mil variantes estruturais do DNA (chamadas SVs) na serpente da ilha, mais de oito vezes a variação observada nas sequências SNPs.

As alterações incluem duplicações, deleções e inversões de grandes trechos do DNA. Muitas delas ocorrem em regiões reguladoras do genoma, muitas vezes consideradas menos importantes do que as responsáveis por codificar genes.

“Essas variantes têm maior probabilidade do que mutações de base única de influenciar a função e a regulação gênica e, portanto, podem ter grandes efeitos sobre o funcionamento de um organismo”, diz Christopher Osborne, pesquisador do departamento de ciências biológicas da universidade e primeiro autor do estudo.

Algumas delas foram associadas a funções do sistema imunológico e do olfato, que podem ter tido um papel importante como uma vantagem adaptativa dos répteis na ilha, uma vez que ao chegar a um novo ambiente podem ter que enfrentar novos patógenos, afirmam os autores. Eles dizem que os métodos tradicionais de leitura por SNPs não foram capazes de identificar essa diversidade.

“Mas a parte mais fascinante é como esses sistemas podem estar conectados, pois encontramos uma diversidade elevada em um gene que produz um receptor olfativo chamado V2R. Alguns animais usam esses receptores para detectar a diversidade do sistema imunológico de potenciais parceiros, então as cobras de Guam podem ter usado essa estratégia como forma de garantir que geravam filhotes com sistemas imunológicos diversificados”, afirma.

A reconstrução demográfica da população confirmou que ela passou por um efeito de gargalo extremo e acumulou níveis altos de endogamia, algo detectado por mais da metade do genoma ser formada por longos trechos idênticos, um sinal de homozigose (cópias idênticas de um mesmo gene).

Apesar disso, as milhares de variantes estruturais detectadas pelos pesquisadores permaneceram concentradas em regiões importantes do genoma e podem ter fornecido a diversidade necessária para a adaptação da espécie.

“O que surpreendeu foi a quantidade de variação que pode ser conservada em partes específicas de um genoma, mesmo quando grande parte dele tem origem fortemente endogâmica”, diz Trevor Krabbenhoft, professor associado da universidade e autor sênior do estudo.

A pesquisa foi conduzida em parceria com o Serviço Geológico dos EUA, que providenciou as amostras de DNA obtidas de espécimes controlados da ilha.

O achado pode contribuir para questões mais profundas sobre conservação e manejo de espécies invasoras em ilhas. “Podemos focar essas áreas do genoma para entender como a expansão de uma população pode caminhar junto com uma adaptação ao seu novo ambiente e, consequentemente, como abordar o controle dessas populações”, afirma Krabbenhoft.