Nishinoshima, parte da cadeia das Ilhas Ogasawara, localiza-se a cerca de 1000 quilômetros ao sul de Tóquio. A ilha é palco de intensa atividade vulcânica; uma série recente de erupções em 2013 devastou quase toda a sua vegetação. Embora essa situação seja trágica para a flora local, esses “reinícios” ocasionais e a remoção da ilha concedem aos cientistas uma oportunidade única de observar o desenvolvimento primário de ecossistemas, à medida que novos materiais genéticos lutam para se estabelecer.

Um grupo liderado pelo Professor Koji Takayama, da Universidade Metropolitana de Tóquio e ex-membro da Universidade de Quioto, tem investigado amostras de verdura-das-pedras, Portulaca oleracea, coletadas da ilha em 2019, pouco antes de uma erupção que destruiu praticamente toda a flora. Embora essa espécie seja encontrada em climas temperados e tropicais ao redor do mundo, a população em Nishinoshima é agora considerada extinta. A análise genética foi realizada em amostras raras, uma das 254 coletadas de 51 populações distintas em todo o Japão e Guam.

Através de um meticuloso comparativo, a equipe começou a desvendar a origem da população de Nishinoshima e sua posição na “árvore genealógica” (árvore filogenética) da espécie Portulaca oleracea. Eles analisaram o DNA cloroplastídio e realizaram um levantamento genômico do DNA nuclear, organizando as famílias com base nas semelhanças genéticas. Descobriram que estavam mais intimamente relacionados a populações encontradas na Ilha Chichijima, outra ilha vulcânica nas proximidades. No entanto, também ficou evidente que os indivíduos de Nishinoshima possuíam características genéticas distintas. Fundamentalmente, parecia que eles derivavam de um número muito reduzido de indivíduos, levando a uma forte tendência de divergência genética subsequente, o que se conhece como efeito fundador.

As sementes de verdura-das-pedras são achatadas, oblatas, e medem menos de um milímetro, facilitando sua dispersão pelo vento, pássaros e correntes oceânicas. No entanto, a análise da equipe mostrou que as oportunidades para a planta sobreviver na ilha teriam sido bastante limitadas; o efeito fundador observado na composição genética das amostras era bastante pronunciado. Eles também encontraram evidências de derivas genéticas, onde eventos isolados, como tufões e erupções vulcânicas, e não a seleção natural, são responsáveis por alterações genéticas.

O trabalho da equipe representa um primeiro olhar sobre a filogenética de uma população agora extinta. O ambiente singular das ilhas proporciona aos cientistas uma visão dos estágios iniciais da evolução genética em ambientes insulares isolados, desde como as populações são estabelecidas por meio do transporte de sementes até como sobrevivem e prosperam. Isso também pode levar a percepções sobre como as populações vegetais são restabelecidas após desastres naturais.

Este trabalho foi financiado por meio de ajudas de pesquisa KAKENHI (JP23K23945, JP23K20303, JP21KK0131) da Sociedade do Japão para a Promoção da Ciência (JSPS), fundo de Pesquisa e Desenvolvimento Ambiental (JPMEERF20204006) da Agência de Restauração e Conservação Ambiental do Japão, e Pesquisas Ambientais do Ministério do Meio Ambiente.