Em 1793, o capitão William Bligh atracou o HMS Providence em Kingstown, em São Vicente e Granadinas, uma pequena nação insular no Mar do Caribe, com uma carga cheia de várias centenas de mudas de árvores de fruta-pão. Seu objetivo era singular: introduzir as árvores de vida longa com seus frutos ricos em carboidratos para alimentar a baixo custo os escravos da Grã-Bretanha, que trabalhavam nas plantações de cana-de-açúcar das ilhas.

Agora, 230 anos depois, uma equipe de biologia vegetal liderada pela Northwestern University, o Jardim Botânico de Chicago e o Jardim Botânico de St.

Não apenas as cultivares originais de fruta-pão (ou variedades produzidas por reprodução seletiva) sobreviveram por séculos, mas também estão prosperando, descobriram os pesquisadores.

O estudo será publicado em 5 de janeiro de 2023 - o 230º aniversário da chegada de Bligh ao Caribe - na revista Current Biology .

“A fruta-pão é uma cultura subutilizada e não recebe tanta atenção quanto as principais culturas”, disse Nyree Zerega, autor sênior do estudo. “No entanto, o interesse pela fruta-pão está aumentando globalmente e pensamos que seria um quebra-cabeça fascinante para resolver”.

"Fora da Oceania, o Caribe é um dos maiores produtores de fruta-pão do mundo", acrescentou Lauren Audi, primeira autora do estudo. "E realmente não sabemos muito sobre a diversidade genética da fruta no Caribe. Por se tratar de uma cultura importante para a segurança alimentar, especialmente para países insulares altamente suscetíveis às mudanças climáticas, queríamos caracterizar a diversidade genética de culturas de fruta-pão para as conservar. O primeiro passo para isso é caracterizar a diversidade do que já temos."

Especialista em fruta-pão, Zerega é diretor do Programa em Biologia e Conservação de Plantas, uma parceria entre o Weinberg College of Arts and Sciences da Northwestern e o Chicago Botanic Garden, e um cientista de conservação do Negaunee Institute for Plant Conservation Science and Action no Chicago Botanic Jardim. Audi era aluno de pós-graduação no laboratório de Zerega na época da pesquisa. Agora, ela é gerente de laboratório no Sackler Institute for Comparative Genomics no American Museum of Natural History na cidade de Nova York e Ph.D. candidato na Universidade de Nova York.

Muitas pessoas podem estar familiarizadas com o capitão Bligh de "Mutiny on the Bounty", uma série clássica de livros e filmes estrelados por Clark Gable que ficcionalizou a árdua jornada e o fracasso final da missão. (O filme foi refeito duas vezes - com Marlon Brando em 1962 e Anthony Hopkins em 1984.)

A bordo de um navio da Marinha Real Britânica chamado HMS Bounty, o capitão Bligh e sua tripulação pararam no Taiti, onde trabalharam com os habitantes locais para coletar fruta-pão. O objetivo era introduzir a fruta-pão como alimento barato para as populações escravas forçadas a trabalhar nas plantações britânicas nas ilhas caribenhas. Mas esses planos foram abruptamente abandonados em abril de 1789, quando a tripulação do Bounty assumiu o controle do navio, jogando Bligh e seus 18 leais ao mar.

No entanto, Bligh sobreviveu e permaneceu dedicado ao objetivo original de coletar e transportar fruta-pão. Apenas dois anos depois, ele zarpou novamente - desta vez no HMS Providence com um navio de acompanhamento, o HMS Assistant. Embora Bligh tenha registrado nomes de oito tipos de fruta-pão em seu registro para o Bounty, os registros do Providence curiosamente não contêm esses detalhes cruciais.

“Quando você olha para os logs do Bounty, Bligh documentou cuidadosamente o que foi coletado”, disse Zerega. "Mas em sua segunda viagem, o tempo gasto no Taiti foi mais curto e não havia nenhuma anotação sobre os nomes das cultivares de fruta-pão que eles realmente coletaram. Ele indicou que cinco tipos de fruta-pão sem sementes foram coletados, mas textos históricos subsequentes têm sugeriu números diferentes. Querer saber isso é em parte curiosidade, mas também é útil porque vincula o conhecimento intercultural sobre as plantas."

A falta de registros históricos da Providência não é a única razão pela qual caracterizar a diversidade genética da fruta-pão no Caribe tem sido um desafio. Existem vários desafios genéticos. Primeiro, as árvores de fruta-pão sem sementes são triploides. Ou seja, eles têm três cópias de cromossomos, em vez de duas (diploides), o que é mais comum. Não existem tantas ferramentas genéticas projetadas para analisar triplóides, em comparação com os diplóides.

As árvores de fruta-pão triploides também são incapazes de se reproduzir sexualmente e só podem sobreviver se os humanos as propagarem clonalmente. Isso é feito com muitas árvores frutíferas cultivadas - mesmo aquelas que podem se reproduzir sexualmente - para garantir o controle de qualidade.

"Quando você morde uma maçã Honey Crisp, espera um sabor e textura diferentes de um McIntosh", explicou Zerega. "A propagação clonal garante que você obtenha o que espera. Quando as plantas desenvolvem sementes por meio da reprodução sexual, elas dão origem a variações na descendência - exatamente como a variação entre irmãos humanos."

Ao longo de milhares de anos de propagação clonal, no entanto, a variação ainda pode surgir devido a mutações somáticas , que são mutações nas células não reprodutivas da árvore. Mutações somáticas podem ocorrer espontaneamente, devido a estresse ou erros no reparo do DNA. Em busca dos melhores frutos, os humanos às vezes selecionam a parte da planta onde ocorreu a mutação somática e a propagam. Então, se a mutação der origem a uma nova folha ou tipo de fruta desejável, as pessoas podem cortar o galho onde ocorreu a mutação, propagá-la e, essencialmente, clonar essa nova mutação para cultivar uma árvore com a fruta desejável novamente.

Seja qual for a mutação que deu origem à mudança, pode ser extremamente pequena e difícil de identificar geneticamente. Detectar diferenças de DNA em diferentes linhagens clonais (isto é, linhagens que surgiram de diferentes árvores "mães" históricas) é muito mais fácil do que detectar diferenças devido a mutações dentro da mesma linha clonal. No entanto, todas as cultivares de fruta-pão sem sementes são bastante semelhantes, dificultando a caracterização genética de diferentes cultivares.

Finalmente, tanto dentro como entre grupos de ilhas no Pacífico e no Caribe, as pessoas usam muitos nomes diferentes para o que às vezes parecem ser as mesmas cultivares. Isso aumenta a confusão ao caracterizar a diversidade.

Para superar esses desafios, os pesquisadores empregaram uma variedade de ferramentas. Eles integraram o conhecimento local com documentos e espécimes históricos, dados morfológicos (observações sobre o tamanho, forma e textura dos frutos) e sequenciamento do genoma direcionado.

Em parceria com o Jardim Botânico de São Vicente, o Ministério do Turismo de São Vicente e a Autoridade de Parques Nacionais, Rios e Praias de São Vicente, os membros da equipe de pesquisa viajaram por São Vicente. Eles coletaram folhas e fizeram medições, como tamanho da folha, tamanho e formato da fruta. Em seguida, eles complementaram essas amostras com espécimes históricos secos e prensados ??armazenados em herbários em museus e jardins botânicos em todo o mundo - incluindo um espécime coletado em 1769 do HMS Endeavour Voyage liderado pelo capitão James Cook.

De volta ao laboratório do Jardim Botânico de Chicago, os pesquisadores analisaram mais de 200 espécimes individuais de fruta-pão, concentrando-se predominantemente na fruta-pão sem sementes de São Vicente e Tahiti, bem como amostras de todo o mundo. O processo envolveu extração e sequenciamento de DNA de amostras de folhas. Entre essas amostras, os pesquisadores finalmente identificaram oito grandes linhagens globais de fruta-pão - cinco das quais são encontradas no Caribe e provavelmente representam a introdução original de 1793 pelo HMS Providence.

"Este é um projeto empolgante", disse Diane Ragone, diretora emérita do Breadfruit Institute no National Tropical Botanical Garden, no Havaí, coautora do estudo e ex-conselheira de Zerega. "Através de pesquisa de laboratório, herbário e biblioteca e trabalho de campo no Tahiti e no Caribe e estudando árvores de fruta-pão conservadas no Jardim Botânico Tropical Nacional no Havaí, três gerações de mulheres cientistas foram capazes de fornecer respostas para um mistério secular: 'Quais variedades de fruta-pão o Capitão Bligh introduziu no Caribe?'"

Com base em trabalhos anteriores de Zerega e outros, existem muito mais linhagens globais de fruta-pão quando se inclui a grande diversidade de cultivares com sementes da Oceania. O presente estudo concentrou-se principalmente na fruta-pão sem sementes.

"Identificamos cinco linhagens genéticas no Caribe, que correspondem ao que encontramos em alguns textos históricos", disse Audi. "Foi emocionante separar essa história e caracterizar a diversidade da fruta-pão no Caribe pela primeira vez."

"Ainda assim, pode haver mais tipos de fruta-pão em São Vicente do que nossos métodos genéticos poderiam identificar, porque eles estão intimamente relacionados", disse Zerega. “Mesmo que não encontremos diferenças genéticas entre as plantas às quais as pessoas atribuem nomes diferentes, esses nomes ainda têm significado e valor”.

Embora a fruta-pão tenha começado com uma história sombria no Caribe como alimento de escravos, a fruta nutritiva acabou se tornando uma parte importante da dieta e da cultura da ilha. Apesar de ter "fruta" no nome, a fruta-pão é amilácea e sem sementes, desempenhando um papel culinário mais parecido com a batata. Intimamente relacionado com a jaca, o alimento rico em nutrientes é rico em fibras, vitaminas e minerais. Em sua nativa Oceania, onde a fruta-pão foi domesticada, as pessoas comem fruta-pão há milhares de anos - cozida no vapor, assada, frita ou fermentada. A fruta-pão também pode ser transformada em farinha, para prolongar sua vida útil.

Uma vez estabelecida, uma única árvore de fruta-pão pode viver por décadas, produzindo um grande número de frutas a cada ano. E, por ser uma cultura perene, também requer menos aporte de energia (água e fertilizante) do que as culturas anuais que devem ser replantadas a cada ano. Como outras árvores, também sequestra dióxido de carbono da atmosfera.

"A segurança alimentar e a soberania alimentar para o próximo milênio residem na infinita possibilidade inexplorada da fruta-pão", disse Gordon JP Shallow, coautor do estudo, que era curador do Jardim Botânico de São Vicente na época da pesquisa.

No início deste ano, os cientistas climáticos de Zerega e Northwestern escreveram outro estudo (publicado no PLOS Climate ), que descobriu que a fruta-pão é particularmente resistente em face das mudanças climáticas causadas pelo homem . Embora outras culturas básicas sofram em condições quentes, os pesquisadores preveem que as mudanças nas condições terão menos efeito na fruta-pão. Isso significa que poderia desempenhar um papel importante na luta contra a fome provocada pelo clima.

O estudo é intitulado "Vincular nomes de cultivares de fruta-pão em todo o mundo conecta histórias após 230 anos de separação".