Segredos de colheitas

O trigo e a cevada sustentaram a civilização humana durante mais de 10.000 anos, adaptando-se a novos ambientes à medida que a agricultura se espalhava pelos continentes.

Agora, os investigadores descobriram semelhanças genéticas entre estas culturas ancestrais que podem ajudar a desenvolver variedades mais bem equipadas para resistir à seca e a outros desafios ambientais.

Reconstruir Genomas de Plantas Antigas

Investigadores do INRAE, da Universidade de Clermont Auvergne e do CNRS compararam os genomas de 84 espécies modernas de plantas com flor, reconstruindo 10 genomas ancestrais que datam de há mais de 200 milhões de anos.

Estes genomas reconstruídos, conhecidos como paleogenomas, revelam como o material genético estava organizado nas plantas antigas e quais os genes que se mantiveram conservados ao longo da evolução.

Os cientistas identificaram genes que retêm funções biológicas semelhantes em diferentes espécies. Tais semelhanças podem ajudar os investigadores a compreender características agrícolas importantes, incluindo a tolerância à seca, a época de floração e a produtividade.

As suas descobertas foram publicadas na revista Molecular Plant em setembro de 2026, complementando a investigação relacionada publicada na Nature Plants em novembro de 2025.

Dez Mil Anos de Adaptação

O trigo e a cevada foram particularmente valiosos para esta investigação porque ambos foram domesticados no Crescente Fértil há mais de 10.000 anos. À medida que a agricultura se expandiu, estes cereais encontraram alterações nas temperaturas, nos padrões de chuva e nas condições de cultivo.

Os investigadores compararam 1.420 variedades modernas de trigo e cevada, representando a diversidade genética de todo o mundo, juntamente com restos de trigo antigo com aproximadamente 5.000 anos.

A sua análise identificou cerca de 100 variantes genéticas destacadas pela sua potencial importância na adaptação. Revelou também evidências de seleção convergente, na qual diferentes culturas desenvolvem ou retêm características genéticas semelhantes sob pressões ambientais comparáveis.

No trigo, a equipa confirmou o envolvimento de três genes previamente caracterizados noutras espécies de plantas. Dois influenciam o rendimento e o tempo de floração, enquanto o terceiro participa na regulação epigenética, que afeta a atividade genética sem alterar a sequência de ADN subjacente.

Genes Partilhados e Resiliência Climática

Uma descoberta importante foi que o trigo e a cevada apresentam respostas genéticas sobrepostas, apesar das suas histórias evolutivas distintas.

Os investigadores identificaram sinais de seleção associados à produtividade agrícola e à adaptação ao stress ambiental. No entanto, também encontraram diferenças genéticas entre populações de diferentes regiões geográficas.

Estas descobertas sugerem que a comparação de culturas relacionadas pode revelar características genéticas úteis que, de outra forma, poderiam passar despercebidas.

Jérôme Salse, diretor de investigação do INRAE, explicou que o exame das alterações genéticas durante a domesticação pode ajudar a identificar variantes selecionadas repetidamente em ambientes que enfrentam restrições climáticas semelhantes. Este conhecimento pode apoiar programas de melhoramento genético em resposta às alterações climáticas.

Novas Ferramentas para o Melhoramento das Culturas

As equipas de investigação desenvolveram também duas ferramentas de acesso livre para ajudar os cientistas a investigar a evolução das plantas. A Reconstrução do Genoma Ancestral (AGR, na sigla em inglês) permite aos investigadores comparar genomas modernos e reconstruir estruturas genéticas ancestrais.

O OrthoViewer fornece informações sobre genes conservados em 84 espécies de plantas de importância agrícola. A sua base de dados inclui 1.142 genes cujas funções biológicas e relevância agrícola já foram descritas na literatura científica.

Em conjunto, estes recursos podem ajudar os melhoristas a identificar variantes genéticas promissoras e a transferir o conhecimento adquirido numa cultura para a investigação noutra.

O que vem a seguir

Os investigadores estão a expandir as suas investigações para outros cereais importantes, incluindo o arroz, o milho e o sorgo. Embora as descobertas não produzam imediatamente variedades resistentes à seca, oferecem potenciais alvos genéticos para o melhoramento futuro. Serão necessárias experiências adicionais para estabelecer como as variantes individuais afetam o desempenho das culturas em condições agrícolas reais.

Ao combinar a história evolutiva antiga com a análise genética moderna, os cientistas estão a descobrir novas formas de investigar características que podem tornar a agricultura mais resiliente num clima em mudança.