A Genética e o Jogo da Evolução

Uma das estratégias mais importantes na biologia é identificar os modelos experimentais mais simples do fenômeno que se pretende entender. Com relação à evolução de um determinado padrão corporal, a cor é o melhor modelo. Padrões de coloração corporal de mosca-das-frutas se diversificaram rapidamente entre espécies proximamente relacionadas, e a análise de como esses insetos adquiriram suas manchas e listras ilustra como e por que a evolução dos dispositivos de ativação genética define a evolução da anatomia.
Em algumas espécies, os machos têm manchas de negro intenso na ponta das asas, enquanto outras espécies não as têm. Em algumas dessas mesmas espécies, os machos têm o abdômen muito escuro (que é como a mosca-das-frutas mais famosa, a Drosophila melanogaster, recebeu seu nome: melanogaster significa “barriga preta”), enquanto machos de outras espécies não possuem essa faixa negra. Em espécies com asas pintadas, o macho exibe suas pintas para a fêmea quando a corteja com uma dança. Descobrimos que, em espécies manchadas, a proteína Amarelo é produzida em níveis muito altos nas células que comporão as manchas e em níveis baixos no resto das células da asa. Em espécies sem manchas, a Amarelo é produzida em níveis baixos em toda a asa, gerando apenas um pontilhado claro de pigmento negro.
Para entendermos como a Amarelo é produzida em uma mancha da asa em algumas espécies e não em outras, buscamos nas seqüências de DNA próximas ao gene Amarelo os acentuadores que controlam sua expressão em várias partes do corpo. Nas espécies sem manchas, há um acentuador que estimula a expressão do Amarelo em um padrão baixo e uniforme por toda a asa. Essa atividade acentuadora na asa gera a coloração cinza claro. Quando a porção correspondente de DNA de uma espécie manchada foi analisada, descobrimos que ela estimula tanto esse padrão de expressão gênica de baixa intensidade quanto o padrão intenso de manchas. O que ocorreu no curso da evolução das espécies manchadas é que novos sítios de ligação para fatores de transcrição produzidos na asa evoluíram na seqüência acentuadora de DNA do Amarelo. Essas mudanças criaram um padrão de expressão – manchas na asa – sem alterar onde a proteína Amarelo é fabricada ou como ela funciona em outros locais do corpo.
Uma história semelhante ocorreu na evolução da faixa preta no abdômen mas com uma diferença. Embora tenhamos uma tendência natural a pensar que a presença de uma característica em uma espécie e sua ausência em outra espécie relacionada é o resultado de um ganho pela primeira, muitas vezes esse não é o caso. O outro lado da moeda na evolução, a perda de características, é muito comum, apesar de menos conhecida. Talvez a perda de características corporais ilustre melhor por que a evolução dos acentuadores é o caminho mais provável da evolução da anatomia.
Um acentuador do gene Amarelo comanda sua expressão no abdômen. Em machos de espécies com a faixa negra, esse acentuador direciona a expressão do gene Amarelo em altos níveis em células da parte posterior do abdômen. Mas algumas espécies, como aDrosophila kikkawai, perderam essa faixa pigmentada no curso da evolução. Na D. kikkawai, o acentuador não é mais capaz de estimular altos níveis de expressão de Amarelo na parte posterior do abdômen porque algumas mutações degradaram alguns de seus sítios de ligação para fatores de transcrição
É importante enfatizar que o gene Amarelo permanece ativo no restante do corpo e que sua função bioquímica está intacta. Embora um dos caminhos para perder a faixa negra pudesse ter sido por meio de mutações que desativassem o gene Amarelo e sua proteína, essa via não é permitida pela seleção natural, já que a perda da função da Amarelo em outros lugares do corpo teria conseqüências adicionais negativas.
A perda de características pode ou não ser benéfica para a sobrevivência ou maior sucesso reprodutivo, mas algumas perdas são adaptativas porque facilitam alguma mudança no estilo de vida. Membros posteriores, por exemplo, foram eliminados várias vezes no caso de vertebrados – como cobras, lagartos, baleias e peixes-boi –, e essas perdas estão associadas à adaptação a diferentes hábitats e meios de locomoção. Os precursores evolutivos dos membros posteriores dos vertebrados são as barbatanas pélvicas dos peixes. Diferenças cruciais na anatomia delas também evoluíram em populações de peixes proximamente relacionadas. O peixe-espinho aparece em duas formas em muitos lagos da América do Norte – em águas profundas, sua pelve é completamente coberta de espinhos; aqueles que vivem no assoalho de águas rasas tiem a pelve dramaticamente reduzida e os espinhos, atrofiados. Em águas profundas, os espinhos ajudam a impedir que o peixe seja engolido por predadores maiores. No entanto, no assoalho do lago, esses espinhos são um ponto fraco, pois larvas de libélula que se alimentam dos peixes jovens conseguem agarrá-los.
As diferenças na morfologia da pelve entre esses peixes evoluíram repetidas vezes em apenas 10 mil anos desde a última era glacial. Grandes peixes-espinho oceânicos colonizaram muitos lagos separados, e a variedade com pelve reduzida evoluiu de forma independente diversas vezes. Como esses peixes são muito próximos e conseguem ter reprodução interespécies em laboratório, os geneticistas podem mapear os genes envolvidos na redução da pelve.David M. Kingsley, da Stanford University, juntamente com Dolph Schluter, da University of Bristish Columbia e seus colegas, demonstraram que mudanças na expressão de um gene envolvido na construção do esqueleto da pelve estavam associadas à sua redução. Como a maior parte dos outros genes de construção corporal, o Pitx1tem várias funções no desenvolvimento do peixe. Mas sua expressão é perdida de forma seletiva na área do peixe que dará origem ao broto da barbatana pélvica e seus espinhos. Mais uma vez, mudanças evolutivas em um acionador são as responsáveis. Não há mudanças codificantes na proteína Pitx1 entre as diferentes formas de peixe-espinho.
O Amarelo, o Pitx1 e a maioria dos outros genes de construção e definição das formas do corpo são pleiotrópicos, ou seja, influenciam a formação e o aparecimento de várias características. Mutações na seqüência codificante de um gene pleiotrópico provocam uma série de efeitos em todas as características controladas por ele, e é improvável que uma quantidade drástica de mudanças seja tolerada pela seleção natural. A lição crucial da evolução de pintas, faixas e esqueletos é que as mutações em seqüências regulatórias contornam os efeitos pleiotrópicos em seqüências codificantes e permitem uma modificação de partes individuais do corpo. Mutações nas seqüências regulatórias não são o único modo de evolução – são apenas a via mais provável quando um gene tem vários papéis e um deles é modificado seletivamente.
Postagem publicada no Blog Biorritmo (www.profjabiorritmo.blogspot.com)

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10 comentários

  • Rodrigo Véras 15 de novembro de 2010  

    Perdão, o link para o box é:

    “blogs/1001-2000/1753-Cis_trans_maior002.png”,

    Abraços,

    Rodrigo

  • Rodrigo Véras 15 de novembro de 2010  

    Perdão, o link para o box é:

    “http://evolucionismo.org/wp-content/uploads/2018/06/1753-Cis_trans_maior002-1.png”,

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    Rodrigo

  • Rodrigo Véras 15 de novembro de 2010  

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    Rodrigo

  • Rodrigo Véras 15 de novembro de 2010  

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    Rodrigo

  • Rodrigo Véras 15 de novembro de 2010  

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    Rodrigo

  • Anônimo 15 de novembro de 2010  

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    Rodrigo

  • Anônimo 15 de novembro de 2010  

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    Rodrigo

  • Anônimo 15 de novembro de 2010  

    Perdão, o link para o box é:

    “http://evolucionismo.org/wp-content/uploads/2018/06/1753-Cis_trans_maior002-8.png”,

    Abraços,

    Rodrigo

  • Rodrigo Véras 14 de janeiro de 2014  

    Última resposta: Parte V


    Olha aí seu “consenso” ad-nauseam. Ciência se faz com evidências/provas e fatos observáveis e não em conluios consensuais sectaristas pró-Darwin.
    É relevante o que diz um dos destacados biólogos evolucionistas – Robert L. Carroll – e não raro se ouvem declarações semelhantes dos próprios evolucionistas!
    “The most striking features of large-scale evolution are the extremely rapid divergence of lineages near the time of their origin, followed by long periods in which basic body plans and ways of life are retained. What is missing are the many intermediate forms hypothesized by Darwin, and the continual divergence of major lineages into the morphospace between distinct adaptive types.” (Towards a new evolutionary synthesis”, Trends in Ecology and Evolution, Vol. 15(1):27-32-2000).

    Onde Carroll nega o fato da evolução? Aqui, mais uma vez, você confunde questões sobre padrão e mecanismo da evolução e as trata como se fossem dúvidas sobre a factualidade do fenômeno. A discussão de Carrol não põem em dúvida a evolução e muito menos a macroevolução. Ele é um paleontólogo de vertebrados. A área de pesquisa, o ganha pão, dele é o estudo da macroevolução. Vc tenta usar uma discussão sobre um tema para mostrar que há dúvidas e problemas em outro. Isso é desonestidade intelectual ou muita ignorância.

    Vamos lá.

    Em momento nenhum Carroll discorda dos demais biólogos evolutivos, ou seja ele não nega que a evolução ocorre, ou seja, que as populações de seres vivos mudam ao longo do tempo em suas características hereditárias e que as linhagens divergem dando origem a espécies distintas – sendo os os seres vivos aparentados em vários níveis, uma vez que descendem de ancestrais comuns – e a táxons mais amplos que, como já expliquei, só fazem sentido em retrospecto. Ele não nega que a macroevolução ocorrou, ele não nega que transições morfológicas evolutivas de grande monta ocorreram. Se você conseguir mostrar que ele faz alguma dessas coisas no artigo dele, te dou um prêmio.

    O que ele discute é simplesmente que os padrões de especiação não são como os que Darwin tinha em mente e que isso produz uma certa descontinuidade no registro fóssil que é real, mas que não é real por que a evolução não ocorre, como você parece querer, mas por que a especiação ocorre de maneira rápida e errática e formas intermediárias entre espécies irmãs raramente sejam capturadas neste registro.

    Mas note bem, a velocidade aqui é relativa, pois os eventos de fossilização são raros e estes eventos ocorrem em populações periféricas, isoladas de de pequeno tamanho ocorrem em períodos geologicamente rápida, mas que ainda assim duram milhares ou dezenas de milhares de anos. Mas isso não é tudo, as formas intermediárias a que ele se referrem não são as mesmas envolvidas nas grandes transições entre grupos que são, estas sim, bem abundantes, pois neste último caso não é o processo de especiação que está em foco, mas o de derivação de estruturas mais complexas o que demanda vários eventos de especiação e que por isso deseja-se encontrar exemplares com características bem distintas intermediárias apenas entre outras de espécimens de espécies mais distantes que pode ser mesmo de gêneros, ordens e famílias distintas.

    O tipo de característica intermediária que Carroll (assim como Gould e Eldredge e vários outros paleontólogos) discutem são bem mais sutis, apenas suficientes para reconhecermos dos organismos com membros de morfoespécies diferentes. Em alguns milhares de anos produzimos coisas muito mais diferentes por meio de seleção artificial e o mesmo se usarmos o registro fóssil como comparação, o tipo de mudança que Carroll faz menção está longe das taxas de evolução já estimadas.


    Vários fatos científicos refutam seu consenso falacioso acientífico:
    -Um exemplo claro de discrepâncias dentre tantos nos métodos de datação, é este de lavas basálticas provenientes das quedas de água do rio Colorado que era de 150 mil anos e depois acharam 20 mil anos: http://gsabulletin.gsapubs.org/content/118/3-4/421.

    -Estudos mostram que o planeta Mercúrio não poderia ter os alegados milhões de anos devido a grande quantidade de material volátil, inclusive água e gelo! cfe. este link explica: http://creation.com/mercury-more-marks-of-youth
    Apesar de ser criacionista, as referências no rodapé são de conceituadas entidades científicas.

    -É fato que se encontra cada vez mais tecidos moles orgânicos e até DNA! em vários tipos de fósseis – dinossauros e outros – logo não poderiam ter os supostos milhões de anos, quando estudos já mostraram que a deterioração celular ocorre em no máximo uns 100 mil anos.

    -Fósseis poli-estratigráficos, existem no mundo, evidências de fósseis de grandes animais – baleias e árvores, muitos de cabeça pra baixo – pelo qual ATRAVESSAM as camadas, fazendo-os abranger mais de uma camada.
    Se o mesmo fosse formado por vento mais sedimentos gradualmente, eles não existiriam, pois a parte do animal que permanecesse do lado externo a uma camada, seria DECOMPOSTO.

    -Formato linear das camadas estratigráficas, alinhadas na horizontal, sem sinal de deformidades.
    O contato plano-paralelo entre as “camadas” geológicas indica uma deposição rápida e sucessiva dos sedimentos que posteriormente se tornaram rochas, e não uma sedimentação ao longo de milhões de anos. Do contrário, deveriam haver fortes sinais de erosão, contaminações diversas, lixiviação, intemperismos, infiltrações produzindo irregularidades – contudo não há. As camadas são planas e regulares o que indica nenhum tempo de exposição climática.
    São visíveis que as camadas DE CIMA (onde fica o solo), possuem imperfeições devido as erosões.
    Se as camadas inferiores um dia estiveram na superfície, elas possuiriam as mesmas desigualdades que possuem na camada superior.
    Pelo fato das camadas estarem bem alinhadas e sem sinal de erosão, isso demonstra que elas NUNCA estiveram na superfície.

    Cícero, você não forneceu nenhuma evidência científica. Nada disso consta em livros-texto de biologia, geologia e paleontologia e muito menos aparece em artigos de periódicos especializados indexados e revisados por pares e de alto impacto. Vc não dá qualquer fonte minimamente confiável e nada que já não tenha sido refutado em sites como os TalkOrigins. Vc copia e cola como um típico criacionista. Vc realmente não sabe o que é evidência, não é?

    http://www.talkorigins.org/indexcc/list.html

    http://evolucionismo.org/profiles/blogs/a-vacuidade-do-design-inteligente

    http://evolucionismo.org/profiles/blogs/incoerencia-irredutivel

    Dunkelberg P (2003). Irreducible complexity demystified. Talk Reason

    O DI é completamente vazio cientificamente e não é por falta do que mostrar. O biólogo e programador Wesley Elsberry e o matemático Jeffrey Shallit já desafiaram aos defensores do DI como Dembsky a fornecerem mostras de que este movimento é sério, mas os adeptos do DI simplesmente ignoram ou desconversam.

    http://ncse.com/rncse/23/5-6/eight-challenges-intelligent-design-advocates

    Para discussões mais técnicas sobre os problemas com o DI veja os artigos de Elliot Sober.

    Sober, E.What Is Wrong with Intelligent Design?” Quarterly Review of Biology, 2007, 82: 3-8.

    Sober, E. “Intelligent Design and the Supernatural — the ‘God or Extraterrestrials’ Reply.” Faith and Philosophy, 2007, 24: 72-82.

    Sober, E.The Design Argument“. An expanded version of a paper first published in W. Mann, ed., The Blackwell Guide to Philosophy of Religion, 2004.

    Sober, E.Intelligent Design and Probability Reasoning.” International Journal for the Philosophy of Religion, 2002, 52: 65-80.

    Sober, E. (with Branden Fitelson and Christopher Stephens) “How Not to Detect Design— A Review of William Dembski’s The Design Inference.Philosophy of Science, 1999, 66: 472-488.

    Mas existe muito mais material sobre isso:

    Forrest, Barbara, and Paul R. Gross. Creationism’s Trojan Horse: The Wedge of Intelligent Design. Oxford: Oxford University Press, 2004.

    Pennock, RT Tower of Babel: The Evidence Against the New Creationism Cambridge, MA: The MIT Press – Bradford Books. 1999

    Pennock, R.T. God of the Gaps: The Argument from Ignorance and the Limits of Methodological Naturalism In Andrew Petto & Laurie Godfrey (editors) Scientists Confront Creationism: Intelligent Design and Beyond. W.W. Norton & Co. 2007, pp. 309-338.

    Forrest, B. (2009). The non-epistemology of intelligent design: its implications for public policy Synthese DOI: 10.1007/s11229-009-9539-3

    Boudry, M, and Braeckman, J. (2010). Immunizing strategies & epistemic defense mechanisms. Philosophia, 10.1007/s11406-010-9254-9.

    Boudry, M., Blancke, S., & Braeckman, J. (2010). Irreducible Incoherence and Intelligent Design: A Look into the Conceptual Toolbox of a Pseudoscience The Quarterly Review of Biology, 85 (4), 473-482 DOI: 10.1086/656904; que pode ser encontrado em http://sites.google.com/site/maartenboudry/irreducible-incoherence


    Pennock, Robert T (1997) Supernaturalist Explanations and the Prospects for a Theistic Science or “How do you know it was the lettuce?” Naturalism, Theism and the Scientific Enterprise” Conference – March 20-23, 1997.

    Continua …

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