Um novo estudo indica que um importante grupo de vírus vegetais já circulava em plantas silvestres da Eurásia muito antes do aparecimento da agricultura, do comércio mundial e até da última Idade do Gelo.
A investigação centra-se nos tymoviruses, uma família de vírus que hoje infeta tanto plantas selvagens como culturas agrícolas relevantes.
Os resultados sugerem que a sua história evolutiva remonta a dezenas de milhares de anos, embora a atual disseminação mundial pareça ser muito mais recente e fortemente impulsionada pela atividade humana.
O estudo foi coordenado por Adrian J. Gibbs, professor emérito da Universidade Nacional da Austrália.
Em parceria com uma equipa internacional de investigação, o professor Gibbs recorreu à sequenciação genética e à análise de árvores evolutivas para calcular quando estes vírus surgiram e de que forma se deslocaram entre regiões ao longo do tempo.
Das plantas silvestres às culturas agrícolas
Os tymoviruses infetam sobretudo plantas dicotiledóneas. São frequentemente transmitidos por escaravelhos que se alimentam de folhas, mas também podem passar através das sementes ou do contacto físico entre plantas.
Esta combinação de vias de transmissão ajuda a perceber por que razão podem estar presentes tanto em ecossistemas naturais como em campos agrícolas.
Na Eurásia e nas Américas, os tymoviruses infetam plantas silvestres e culturas, provocando por vezes doenças graves.
O estudo salienta que afetam culturas com valor económico, incluindo brássicas cultivadas - espécies oleaginosas e hortícolas - e solanáceas como a batata, o tomate, o tabaco e a beringela.
Os vírus também infetam leguminosas em regiões que incluem África, o Sudeste Asiático e a Austrália. É esta sobreposição entre hospedeiros silvestres e cultivados que torna a situação mais complexa.
Um vírus pode circular discretamente entre plantas silvestres e, mais tarde, passar para as culturas, ou seguir o percurso inverso. Qualquer uma destas direções cria problemas para a agricultura e para os ecossistemas.
Reconstrução da árvore evolutiva dos tymoviruses
Para investigar a história mais antiga dos tymoviruses, os investigadores sequenciaram e analisaram 109 tymoviruses distintos.
Muitas das amostras recentemente sequenciadas vieram de coleções históricas de culturas de vírus. Assim, os cientistas conseguiram obter informação genética útil de materiais antigos arquivados, em vez de dependerem apenas de novas recolhas no terreno.
A equipa aplicou depois uma análise filogenética - isto é, a construção de uma árvore de parentesco a partir de semelhanças genéticas - para reconstituir as relações entre os vírus e estimar a sua cronologia e origem geográfica.
Os resultados indicam que o ancestral comum mais recente de todos os tymoviruses conhecidos existia antes da última Idade do Gelo. Os autores propõem ainda que algumas linhagens de tymoviruses poderão ter chegado às Américas há cerca de 15.000 anos.
Esta cronologia aponta para deslocações muito anteriores à agricultura moderna ou ao transporte marítimo, provavelmente através de vias ecológicas naturais, alterações de habitat e dispersão auxiliada por animais.
A globalização dos tymoviruses parece recente
Há um aspeto particularmente pertinente nos dias de hoje: os poucos tymoviruses que ocorrem atualmente em mais de um continente não parecem ter tido uma distribuição mundial durante muito tempo.
O estudo sugere que a maior parte desta disseminação entre continentes ocorreu sobretudo ao longo dos últimos dois séculos.
Esta datação coincide claramente com a era moderna de expansão do comércio internacional, da circulação de sementes e das trocas agrícolas.
Por outras palavras, estes vírus podem ser antigos, mas os seres humanos parecem ter contribuído para os redistribuir pelo planeta de forma muito mais eficiente na história recente.
É um lembrete útil de que os problemas de biossegurança nem sempre resultam de agentes patogénicos inteiramente novos. Por vezes, são vírus muito antigos que passam a ter novas oportunidades para se deslocar.
Alguns genes mantêm-se estáveis, outros evoluem depressa
O estudo examinou igualmente a forma como diferentes partes do genoma dos tymoviruses se alteram ao longo do tempo. Verificou que os genes envolvidos na replicação e na estrutura protetora do vírus apresentavam fortes sinais de pressão evolutiva estabilizadora.
Em geral, isto significa que estas funções são essenciais e não podem sofrer grandes alterações sem comprometer o vírus.
Em contrapartida, os genes associados ao movimento entre células vegetais pareceram evoluir mais rapidamente. Essa flexibilidade pode ser muito importante, pois a deslocação entre células da planta é uma etapa fundamental para infetar um hospedeiro com sucesso.
Se estes genes conseguirem adaptar-se mais depressa, poderão ajudar os tymoviruses a passar para novos hospedeiros vegetais, incluindo espécies cultivadas.
Assim, enquanto a maquinaria central do vírus se mantém conservadora, as componentes que permitem a sua disseminação no interior das plantas poderão ser mais adaptáveis.
Um estudo que abrange continentes e décadas
A ciência por detrás do trabalho também tem uma dimensão humana. A equipa reúne investigadores da América do Sul, Europa, Médio Oriente e Australásia, conjugando métodos genómicos modernos com um profundo conhecimento histórico.
O professor Gibbs publicou, em 1966, um dos primeiros estudos a descrever um tymovirus andino. Outros participantes investigam vírus da batata dos Andes desde a década de 1970.
Este facto é relevante porque este tipo de reconstrução evolutiva depende frequentemente de coleções mantidas a longo prazo e da acumulação gradual de conhecimento.
Sem décadas de amostras e documentação rigorosa, é muito mais difícil acompanhar uma linhagem viral através do tempo.
Porque é importante para o futuro
A vertente prática não se resume a constatar que existem vírus antigos. Perceber a origem dos vírus vegetais e os modos como se propagam ajuda os investigadores a antecipar o que poderá acontecer a seguir, sobretudo num mundo em que plantas, sementes e produtos agrícolas atravessam fronteiras constantemente.
O estudo aponta para uma história em duas partes: os tymoviruses têm raízes evolutivas profundas, moldadas por ecossistemas antigos, mas a atividade humana dos últimos dois séculos influenciou fortemente os locais onde hoje são encontrados.
Esta perspetiva temporal mais ampla é importante para a vigilância da saúde vegetal, o melhoramento de culturas e o planeamento da biossegurança. Também reformula o significado de “doença emergente”.
Por vezes, o perigo não é um vírus completamente novo. É um vírus antigo, levado para novos lugares e novos hospedeiros pela mobilidade moderna e pela agricultura atual.
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