Cientistas desvendaram um estrutura molecular que possibilitou evolução de algas para plantas terrestres. Pesquisadores da Universidade Metropolitana de Osaka, no Japão, analisaram diferenças estruturais entre complexos proteicos de algas marinhas e plantas terrestres. O estudo publicado na revista Communications Biology revela detalhes sobre as adaptações moleculares que permitiram às plantas colonizar ambientes terrestres.
A equipe, que inclui a professora associada Ritsuko Fujii, utilizou microscopia crioeletrônica para examinar a estrutura tridimensional do Lhcp, um complexo proteico presente na alga microscópica Ostreococcus tauri, comparando-o com o LHCII encontrado em plantas terrestres.
De acordo com o Phys, esta pesquisa representa um avanço significativo na compreensão da evolução molecular das plantas.
Diferenças moleculares entre algas e plantas terrestres
Os cientistas descobriram que, embora o design básico da estrutura proteica seja semelhante entre o Lhcp das algas e o LHCII das plantas terrestres, existem diferenças estruturais significativas na ligação de pigmentos e nos loops proteicos. Assim, essas variações afetam diretamente como o Lhcp absorve luz e transfere energia.
A pesquisa examinou como os complexos coletores de luz (LHC) funcionam de maneira diferente em algas marinhas primitivas e plantas terrestres. Estes complexos são fundamentais para a fotossíntese, processo pelo qual organismos convertem luz solar em energia.
Adaptações para ambientes marinhos profundos
Os dados obtidos revelam que a arquitetura do trímero do Lhcp é estabilizada tanto por interações pigmento-pigmento quanto pigmento-proteína. Um carotenoide único disposto na interface entre as subunidades desempenha papel crucial nessa estabilização.
“O carotenoide estabiliza a estrutura e melhora a eficiência da adsorção de luz azul-verde, que é abundante no ambiente de águas profundas”, explicou a professora Fujii.
As algas prasinófitas, entre as primeiras formas de vida fotossintéticas na Terra, desenvolveram órgãos especializados para captar a pouca luz disponível nas profundezas oceânicas. Antes da evolução das plantas, a vida vegetal consistia principalmente dessas algas verdes primitivas que habitavam os mares.
Implicações para o estudo da evolução vegetal
“Compreender essa base molecular pode ser usado para descobrir por que, quando e como as plantas terrestres selecionaram o LHCII em vez do Lhcp durante seu processo evolutivo”, acrescentou a professora Fujii. “Isso pode ser fundamental para entender este importante evento evolutivo.”
Assim, a partir deste estudo, os cientistas pretendem aprofundar a compreensão sobre o processo evolutivo que levou à transição das algas marinhas para plantas terrestres.
Porém, ainda não se sabe exatamente quando e como as plantas terrestres selecionaram o LHCII em detrimento do Lhcp durante seu processo evolutivo, mas os pesquisadores acreditam que as semelhanças e diferenças identificadas podem ser mudanças-chave que permitiram às plantas deixar os oceanos e colonizar a terra.
