Como carregar um tanque de nitrogênio líquido para a Amazônia ajudou a desencadear a revolução genética da ornitologia

MUSEU NACIONAL DE HISTÓRIA NATURAL

Quase 40 anos atrás, o zoólogo Gary Graves, do Smithsonian, coletou amostras de tecido na selva que formaram o núcleo da coleção de DNA do museu.

Jack Tamisiea

Em 1986, o ornitólogo Gary Graves e uma equipe de biólogos do Smithsonian desceram a um trecho remoto da bacia amazônica do Brasil em busca de pássaros. Nas sete semanas seguintes, Graves contraiu um caso de malária, banhou-se em afluentes repletos de piranhas e suportou muitas das outras dificuldades que atormentaram os exploradores da região durante séculos.

Mas os pássaros fizeram tudo valer a pena. A floresta amazônica abriga mais de 1.500 espécies de aves, incluindo araras multicoloridas, tucanos de bico largo, trogons radiantes e robustos gaviões-real. Graves coletou amostras de coração, fígado e músculos das diferentes aves que encontrou durante a expedição. Para manter as amostras de tecido frescas no deserto abafado, ele as armazenou em um tanque de nitrogênio líquido que carregou para a Amazônia.

Graves, agora curador de aves do Museu Nacional de História Natural, havia extraído da selva uma mina de ouro de dados genéticos. Ele havia planejado analisar extratos de tecidos usando eletroforese de proteínas, uma técnica de última geração para separar proteínas por tamanho usando uma carga elétrica. Em 1986, técnicas laboratoriais aprofundadas para sequenciar o DNA ainda não haviam sido inventadas.

A falta de técnicas de sequenciação do genoma acessíveis e precisas obscureceu o verdadeiro valor destas amostras durante décadas. Mas à medida que os processos de sequenciação de ADN melhoraram, Graves e os seus colegas foram finalmente capazes de perceber o potencial científico das amostras recolhidas naquela expedição fatídica: “Nunca imaginarias que estes pequenos tubos de tecido congelado que trouxe durante quase toda a minha vida atrás acabaria sendo útil para algo assim”, disse Graves.

Hoje, pode não haver maior depósito de DNA na Terra do que o Museu Nacional de História Natural

Nos anos desde o lançamento do projeto B10K em 2015, Graves e os seus colegas publicaram uma infinidade de artigos que descrevem os genomas de cerca de 363 espécies de aves e continua a aumentar. Cada um desses conjuntos de dados genéticos está disponível publicamente para pesquisadores de todo o mundo usarem em seus próprios estudos. À medida que construíram este extenso arquivo genético, os investigadores do B10K conseguiram fazer perguntas em larga escala sobre como as aves responderam às mudanças ambientais passadas, o que pode fornecer pistas sobre como a fauna emplumada se sairá no futuro.

Nos últimos meses, Graves e os seus colegas publicaram dois artigos nos Proceedings of the National Academy of Sciences e Nature Ecology and Evolution que utilizam a genética para inferir como 263 espécies diferentes de aves responderam às alterações climáticas ao longo dos últimos milhões de anos. A equipe mediu características específicas como tamanho do corpo, número de ovos e comprimento do bico para as diferentes espécies de aves. Eles então usaram os dados genéticos para modelar como as populações de cada ave flutuaram ao longo dos últimos milhões de anos.

De acordo com Graves, isso permitiu-lhes fazer observações sobre quais características eram benéficas durante condições climáticas específicas. “É uma forma de obter informações sobre o que podemos esperar se a Terra aquecer ou arrefecer a níveis observados num passado distante e como isso pode afectar estas comunidades de aves”, disse Graves. “Se soubermos o que aconteceu no passado, poderemos prever o que esperar no futuro.” Por exemplo, eles descobriram que as aves de grande porte tiveram que suar durante um intenso período de aquecimento há cerca de 130 mil anos, que beneficiou amplamente as aves menores.

Para Graves, as questões que poderiam ser respondidas utilizando esses conjuntos de dados genéticos são infinitas. Com os genomas de mais de 2.000 espécies adicionais atualmente em fase de sequenciação, a sua equipa colaborativa planeia incorporar ainda mais espécies nestes modelos para fornecer uma estrutura para o futuro de tudo, desde abetardas até tentilhões-zebra em todo o mundo.