Arquivo da categoria: Evolução

Ter poucas fêmeas transforma jabutis machos em estupradores

por Piter Kehoma Boll

A guerra entre os sexos e os infindáveis conflitos que resultam disso são um tema comum em pesquisa comportamental e evolutiva e já  foi discutida aqui várias vezes.

Como sabemos bem, até mesmo por exemplos de nossa própria espécie, os machos raramente são bons pais, estando mais interessados em produzir tantos descendentes quanto possível com pouco esforço. As fêmeas, por outro lado, devido ao seu grande investimento em ovos (e geralmente outros recursos para a prole) são mais seletivas e não aceitam qualquer macho para acasalar.

Uma das soluções mais comuns para machos resolverem este conflito sexual é por copulação forçada, ou estupro como é chamado quando acontece com a nossa espécie. Às vezes essa copulação forçada é extrema, com machos deixando as fêmeas muito machucadas para fazê-las se renderem. Uma destas espécies violentas é o jabuti-de-Hermann, Testudo hermanni, um jabuti encontrado pelas áreas mediterrâneas da Europa.

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“Vou te dar um trato, sua safada!”. Esta foto de um macho jovem tentando montar numa fêmea adulta pode parecer engraçada, mas o sexo não é divertido para jabutis fêmeas. Foto do usuário Palauenco5 do Wikimedia.*

Copulação forçada é muito mais comum em espécies em que os machos são maiores e mais fortes que as fêmeas. Este não é o caso com jabutis, mas os machos de jabuti-de-Hermann encontraram uma forma de lidar com isso. Eles perseguem as fêmeas, às vezes por horas, empurrando-as, mordendo-as, às vezes ao ponto de fazê-las sangrarem, e eventualmente as pobres fêmeas se entregam. Também é comum que os machos “estimulem” a cloaca da fêmea com suas caudas pontudas, o que resulta numa cloaca inchada e às vezes em ferimentos sérios que deixam as fêmeas com cicatrizes e deformidades horríveis. Sim, não é uma face bonita da natureza.

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A cauda de um macho. Photo do usuário Bizarria do Wikimedia.**

Um estudo recente com duas populações de jabuti-de-Hermann na Macedônia revelou que a agressividade dos machos está relacionada com a disponibilidade de fêmeas. O grupo de pesquisadores estudou uma população em que a razão fêmea:macho era perto de 1:1 e outra com um número extremamente maior de machos ao ponto de haver uma fêmea para cada 17,5 machos.

Os resultados indicaram que na população mais balanceada a cópula forçada era menos comum e geralmente apenas fêmeas adultas apresentavam ferimentos causados por machos, enquanto que na população com mais machos a falta de fêmeas levou os machos a enlouquecerem ao ponto de forçar a cópula até com fêmeas imaturas. A situação como um todo é claramente maladaptativa, á que as fêmeas acabam feridas e os machos exaustos e nenhuma prole é gerada.

Eu só consigo ver duas saídas possíveis para uma população assim: ou fêmeas mais resistentes serão selecionadas ou a população vai se tornar extinta depois que todas as fêmeas morrerem por violência masculina.

Como podemos ver, conflito sexual é um desses efeitos colaterais deletérios que a seleção natural criou. Afinal ninguém é perfeito, nem mesmo as leis fundamentais da vida.

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Referência:

Golubović, A.; Arsovski, D.; Tomović, L.; Bonnet, X. (2018) Is sexual brutality maladaptive under high population density? Biological Journal of the Linnean Society 124(3): 394–402. https://doi.org/10.1093/biolinnean/bly057

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Sabe de nada, humano! Um genoma de planária desafia nosso entendimento de como a vida funciona

por Piter Kehoma Boll

Finalmente temos uma sequência consideravelmente completa de um genoma de planária, mais precisamente da planária Schmidtea mediterranea, a qual é um importante organismo-modelo para o estudo de células-tronco e regeneração.

Caso você não saiba, planárias possuem uma admirável capacidade de regeneração, de forma que até mesmo pedacinhos pequenos são capazes de se regenerar em um organismo completo. Elas são como um Wolverine da vida real, só que mais legais! Essa incrível habilidade é possível graças à presença de um grupo de células-tronco chamadas neoblastos que podem se diferenciar em qualquer tipo celular encontrado no corpo da planária. De fato, todas as células diferenciadas em planárias são incapazes de sofrer mitose, de forma que os neoblastos são responsáveis por constantemente repor células em todos os tecidos. Mas não estamos aqui para explicar os detalhes da regeneração de planárias. Estamos aqui para falar sobre o genoma de Schmidtea mediterranea!

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Olhe pra esses olhinhos vesgos dizendo “eu vou destruir tudo que vocês acham que sabem, humanos!”. Foto de Alejandro Sánchez Alvarado.*

Um genoma consideravelmente completo de S. mediterranea foi recentemente publicado e sua análise revela algumas características impressionantes.

Para começar, 61,7% do genoma de S. mediterranea é formado de elementos repetidos. Elementos repetidos são basicamente sequências de DNA que ocorrem em múltiplas cópias através do genoma de um organismo. Pensa-se que eles tenham origem em DNA de vírus que foi incorporado ao DNA do hospedeiro. Em humanos, cerca de 46% do genoma é composto de elementos repetidos. A maior parte dos elementos repetidos de S. mediterranea pertence a famílias não identificadas de retroelementos, assim sugerindo que eles são de famílias novas ainda não descritas. Essas repetições são muito longas, tendo mais de 30 mil pares de bases, algo não conhecido em outros animais. O único outro grupo de elementos repetidos com um tamanho similar é encontrado em plantas e conhecido como OGRE (Origin G-Rich Repeated Elements, algo como “elementos repetidos de origem ricos em G”). A longa repetição encontrada em Schmidtea foi então chamada de Burro (Big, unknown repeat rivaling Ogre, ou seja “repetição grande e desconhecida rivalizando com Ogre).

Mas certamente a coisa mais surpreendente sobre o genoma de S. mediterranea é a falta de muitos genes conservados que são encontrados na maioria dos eucariontes e que se pensava serem essenciais para as células funcionarem apropriadamente.

Schmidtea mediterranea não possui alguns genes responsáveis pelo reparo de quebras de cadeias duplas (DSBs, double-stranded breaks) no DNA, o que as tornaria muito suscetíveis a várias mutações e sensíveis a qualquer coisa que induza DSBs. Contudo, planárias são conhecidas por terem uma resistência extraordinária a radiação gama que induz DSBs. Elas possuem outros mecanismos de reparo ou nosso entendimento atual sobre o processo é falho?

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Vários genes “essenciais” e sua presença (em verde) ou ausência (em vermelho) em vários animais. Schmidtea mediterranea não possui nenhum deles. Imagem extraída de Grohme et al. (2018).*

Outro gene importante que não foi encontrado em S. mediterranea é o gene da Ácido Graxo Sintase (FASN, fatty acid synthase), que é essencial para um organismo sintetizar novos ácidos graxos. Planárias, portanto, dependeriam de lipídios adquiridos da dieta. Este gene também está ausente em platelmintos parasitas e a princípio se pensava ser uma adaptação ao parasitismo, mas como ele está ausente também em espécies de vida livre, esse não parece ser o caso. Seria uma sinapomorfia de platelmintos, isto é, um caractere que identifica esse clado de animais?

Isso não é o bastante pra pequena Schmidtea, no entanto. Mais do que isso, essa adorável planária parece não ter os genes MAD1 e MAD2, que são encontrados em virtualmente todos os eucariontes. Esses genes são responsáveis pelo Ponto de Controle da Assembleia do Fuso (SAC, Spindle Assembly Checkpoint), um passo importante durante a divisão celular que previne que as duas cópias de um cromossomo se separem antes que todos estejam conectados ao aparato do fuso. Isso garante que os cromossomos sejam distribuídos igualmente em ambas as células-filhas. Erros neste processo levam a aneuploidia (o número errado de cromossomos em cada célula-filha), que é a causa de algumas desordens genéticas como a síndrome de Down em humanos. Planárias não têm problema em distribuir seus cromossomos apropriadamente, então o que está acontecendo? Elas desenvolveram um novo modo de prevenir o caos celular ou, de novo, nosso atual entendimento sobre esse processo é falho?

Vamos esperar pelos próximos capítulos.

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Referência:

Grohme, M. A.; Schloissnig, S.; Rozanski, A.; Pippel, M.; Young, G. R.; Winkler, S.; Brandl, H.; Henry, I.; Dahl, A.; Powell, S.; Hiller, M.; Myers, E.; Rink, J. C. (2018). “The genome of Schmidtea mediterranea and the evolution of core cellular mechanisms”. Nature. doi:10.1038/nature25473

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Uma rã extinta que continua viva

por Piter Kehoma Boll

Híbridos, como você deve saber, são organismos que surgem do cruzamento de dois indivíduos de espécies diferentes. Uma mula, por exemplo, é um híbrido bem conhecido entre um cavalo e um jumento. Híbridos geralmente são estéreis, apesar de nem todos, e alguns possuem uma forma bem peculiar de continuar a existir ao usar um processo chamado de hibridogênese.

Híbridos que dependem de hibridogênese funcionam da seguinte maneira: há duas espécies originais, vamos chamá-las de A e B. Quando elas copulam uma com a outra, elas produzem uma prole híbrida, AB, que tem metade dos genes de um dos pais e metade do outro. Em híbridos “normais”, tais criaturas são completamente estéreis, incapazes de produzir gametas viáveis, ou podem dar origem a novas espécies híbridas ao produzir gametas misturados. Contudo, neste tipo peculiar de híbridos, chamados cléptons, as coisas funcionam de forma diferente.

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Pelophylax kl. hispanicus, o portador de um tesouro. Foto de Andreas Thomsen.*

Quando cléptons estão produzindo gametas, eles nunca recombinam os genomas dos dois pais, mas excluem o genoma de um deles e produzem gametas que possuem o genoma do outro pai. Por exemplo, o híbrido AB produz apenas gametas A, enquanto o genoma B é excluído. Isso significa que se AB cruza com um parceiro da espécie A, a prole será formada de indivíduos A puros. Se cruza com B, a prole conterá apenas novos híbridos AB.

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A rã comestível Pelophylax kl. esculentus é um clépton formado pelo cruzamento de P. lessonae e P. ridibundus. O clépton só produz gametas de P. ridibundus, eliminando o genoma de P. lessonae durante a meiose. (Foto do usuário Darekk2 do Wikimedia).**

Essa forma de reprodução é muito comum em rãs do gênero Pelophylax, como o exemplo visto na imagem acima. Outro ponto interessante sobre cléptons é que eles geralmente são incapazes de cruzar com outro clépton. Eles dependem de uma das espécies parentais para se reproduzirem, portanto “parasitando”-as.

Um artigo recentemente publicado sobre rãs Pelophylax reporta um caso peculiar no qual uma das espécies parentais está extinta. O clépton, conhecido como Pelophylax kl. hispanicus, é o resultado de P. bergeri cruzando com uma espécie agora extinta de Pelophylax. O caso é que os gametas que P. kl. hispanicus produz são da espécie extinta, mas eles só podem fertilizar gametas de P. bergeri. Em outras palavras, poderíamos dizer que a espécie extinta ainda está viva dentro do clépton, dependendo de P. bergeri para passar para a geração seguinte.

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Pelophylax kl. hispanicus é um clépton que mantém vivo o genoma de uma espécie extinta. Imagem extraída de Dubey & Dufresnes (2017).**

Os autores sugerem que talvez pudéssemos encontrar uma maneira de trazer a espécie extinta de volta, separada de P. bergeri. Apesar de o resultado de cruzar dois P. kl. hispanicus seja uma prole estéril, eles pensam que tentativas contínuas podem acabar revelando uma eventual prole fértil. Vale a pena tentar? Talvez. Mas de qualquer forma, este é mais um aspecto fascinante da natureza, não concorda?

Quantas outras espécies extintas podem estar vivendo de forma similar, presas dentro de um híbrido?

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Referências:

Wikipedia. Hybridogenesis in water frogs. Disponível em <https://en.wikipedia.org/wiki/Hybridogenesis_in_water_frogs&gt;. Acesso em 12 de outubro de 2017.

Dubey, S.; Dufresnes, C. (2017) An extinct vertebrate preserved by its living hybridogenetic descendant. Scientific Reports 7: 12768. https://dx.doi.org/10.1038/s41598-017-12942-y

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Sexta Selvagem: Tardígrado-Comum

por Piter Kehoma Boll

Pequenino e durão, nosso mais novo integrante da Sexta Selvagem pode ser encontrado escondido entre o musgo através da maior parte do planeta e talvez até além dele, porque se há uma espécie para a qual o espaço é tranquilo, essa espécie é o tardígrado-comum Milnesium tardigradum.

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Uma imagem de microscopia eletrônica de varredura de um espécime de tardígrado-comum em seu estado ativo. Foto extraída de Schokraie et al. (2012).*

Você já deve ter ouvido falar dos tardígrados (ou ursos-d’água como também são chamados), minúsculos animaizinhos rechonchudos que são capazes de suportar as mais extremas condições, tal como dessecação intensa, radiação e mesmo o vácuo do espaço. A maior parte dos dados referentes à resistência desses organismos vem do tardígrado-comum, a espécie mais amplamente distribuída do filo Tardigrada.

Medindo até 0.7 mm de comprimento, o tardígrado-comum tem 8 patas com garras nas pontas e é considerado um predador, alimentando-se de uma variedade de outros organismos pequenos, incluindo algas, rotíferos e nematódeos. Ele tem uma distribuição cosmopolita e é comumente encontrado vivendo no musgo, tal como o musgo-prateado já apresentado aqui.

Como membros do supergrupo Ecdysozoa (que também inclui artrópodes e nematódeos), os tardígrados sofrem ecdise, também chamada comumente de muda, um processo pelo qual eles trocam o exoesqueleto. No tardígrado comum, as fêmeas sempre depositam os ovos perto da época da muda. Antes de deixarem o exoesqueleto velho, as fêmeas depositam o cacho de ovos, que pode variar de 1 a 12 ovos, entre o exoesqueleto velho e o novo e geralmente continuam dentro do exoesqueleto antigo por várias horas após porem os ovos. Quando elas finalmente vão embora, os ovos permanecem dentro da pele velha, o que talvez os ajude a ficarem mais protegidos do perigo.

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Um conjunto de sete ovos é deixado num exoesqueleto vazio enquanto a fêmea vai embora. Foto de Carolina Biological Supply Company.**

Quando o habitat do tardígrado comum se torna muito seco, ele entra num estado chamado criptobiose, no qual o corpo se encolhe e o metabolismo para. Nesse estado, conhecido como tun, ele pode suportar altas doses de radiação e tanto pressões atmosféricas altas quanto a ausência de pressão, sobrevivendo mesmo no ambiente do espaço sideral. Ele não é invencível, contudo. A radiação em doses acima de 1000 Gy pode nem sempre matá-lo, mas sempre o deixa estéril, o que é, evolutivamente, basicamente a mesma coisa.

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Imagem de microscopia eletrônica de varredura de um tardígrado no estado tun. Foto extraída de Schokraie et al. (2012)*

De qualquer forma, a barata-americana é só um amador se tratando de sobrevivência quando comparada com o tardígrado comum.

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Referências:

Horikawa, D. D.; Sakashita, T.; Katagiri, C.; et al. (2009) Radiation tolerance in the tardigrade Milnesium tardigradumInternatonal Journal of Radiation Biology, 86(12): 843–848. http://dx.doi.org/10.1080/09553000600972956

Schokraie E, Warnken U, Hotz-Wagenblatt A, Grohme MA, Hengherr S, et al. (2012) Comparative proteome analysis of Milnesium tardigradum in early embryonic state versus adults in active and anhydrobiotic state. PLoS ONE 7(9): e45682. https://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0045682

Suzuki, A. C. (2003) Life history of Milnesium tardigradum Doyère (Tardigrada) under a rearing environment. Zoological Science 20(1): 49–57. https://doi.org/10.2108/zsj.20.49

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Indo longe com a boca aberta a novos sabores

por Piter Kehoma Boll

Todo mundo sabe que atividades humanas levaram nosso ambiente em direção a uma situação infeliz. As formas mais populares de impacto humano incluem poluição, desmatamento e superexploração de recursos naturais, mas certamente um fator importante no remodelamento de ecossistemas é a invasão de espécies.

Enquanto os humanos se movem ao redor do mundo, eles levam muitas espécies consigo, seja intencionalmente ou não, e algumas delas se estabelecem com sucesso no novo ambiente, enquanto outras não. Mas o que faz com que algumas espécies sejam invasores bem-sucedidos enquanto outras são incapazes disso?

É evidente há algum tempo que ter um nicho amplo, isto é, uma ampla tolerância a condições ambientas e um amplo uso de recursos, é importante para ser bem-sucedido em invadir um novo habitat. A amplitude de nicho trófico, isto é, a quantidade de tipos diferentes de comida que se pode ingerir, está entre as dimensões mais importantes do nicho a influenciar a disseminação de uma espécie.

Eu mesmo estudei a amplitude de nicho trófico de seis planárias terrestres neotropicais na minha dissertação de mestrado (veja referências abaixo), e ficou claro que as espécies com o nicho mais amplo são mais prováveis de se tornarem invasoras. Na verdade aquela com o nicho mais amplo, Obama nungara, já é uma invasora na Europa, como já discuti aqui.

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Um espécime de Obama nungara do Sul do Brasil que eu usei em minha pesquisa. Foto por mim mesmo, Piter Kehoma Boll.*

Mas a O. nungara possui um nicho trófico amplo em seu local de ocorrência nativo, que inclui o sul do Brasil, e provavelmente refletiu essa amplitude na Europa. Mas uma espécie que possui um nicho trófico mais restrito em seu local nativo poderia ampliá-lo em um novo ambiente?

Um estudo recente por Courant et al. (veja referências) investigou a dieta da rã-de-unhas-africana, Xenops laevis, que é uma espécie invasora em muitas partes do mundo. Eles compararam sua dieta em seu local de origem na África do Sul com aquela em várias populações em outros países (Estados Unidos, País de Gales, Chile, Portugal e França).

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A rã-de-unhas-africana Xenopus laevis. Foto de Brian Gratwicke.**

Os resultados indicaram que X. laevis possui um nicho consideravelmente amplo tanto em seus locais nativos quanto nos não-nativos, mas a dieta em Portugal apresentou uma mudança maior comparada àquela em outras áreas, o que indica uma grande habilidade de se adaptar a novas situações. De fato, a população de Portugal vive em água corrente, enquanto em todos os outros locais esta espécie prefere água parada.

Podemos concluir que parte do sucesso da rã-de-unhas-africana ao invadir novos habitats está relacionada à sua habilidade de provar novos sabores, aumentando seu nicho trófico além daquele de suas populações originais. A situação em Portugal, incluindo um ambiente diferente e uma dieta diferente, também pode ser o resultado de uma pressão seletiva maior e talvez as chances são de que esta população irá se transformar em uma nova espécie mais cedo que as demais.

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Referências:

Boll PK & Leal-Zanchet AM (2016). Preference for different prey allows the coexistence of several land planarians in areas of the Atlantic Forest. Zoology 119: 162–168.

Courant J, Vogt S, Marques R, Measey J, Secondi J, Rebelo R, Villiers AD, Ihlow F, Busschere CD, Backeljau T, Rödder D, & Herrel A (2017). Are invasive populations characterized by a broader diet than native populations? PeerJ 5: e3250.

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Quem veio primeiro? O pente ou a esponja?

por Piter Kehoma Boll

A eterna questão está de volta, mas dessa vez parece estar concluída. Qual grupo animal é o primeiro de todos? Quem veio primeiro?

Está claro que há cinco linhagens animais que geralmente são consideradas como monofiléticas: esponjas, placozoários, ctenóforos, cnidários e bilatérios. Vamos das uma breve olhada neles:

Esponjas (filo Porifera) são sempre sésseis, isto é, não se movem e são fixos ao substrato. Elas têm uma estrutura anatômica muito simples. Seu corpo é constituído de um tipo de tubo, tendo uma grande cavidade interna e duas camadas de células, uma externa e uma interna em torno da cavidade. Há várias pequenas aberturas conectando a cavidade ao exterior, chamadas de poros, e uma ou mais cavidades grandes, chamadas de ósculos. Entre as duas camadas de células há uma meso-hila gelatinosa contendo células não-especializadas, bem como estruturas esqueléticas, incluindo fibras de espongina e espículas de carbonato de cálcio ou sílica. Algumas espécies também secretam um esqueleto externo de carbonato de cálcio sobre o qual a parte orgânica cresce. Esponjas não possuem músculos, sistema nervoso, sistema excretor ou qualquer outro tipo de sistema. Elas simplesmente vivem batendo os flagelos de seus coanócitos (as células da camada interna), criando uma corrente de ar entrando pelos poros e saindo pelo ósculo. Os coanócitos capturam partículas orgânicas na água e as ingerem por fagocitose. Todas as células de uma esponja podem mudar de um tipo para outro e migram de uma camada para a outra, de forma que não há tecidos verdadeiros.

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Estruturas corporais encontradas em esponjas. Foto de Philip Chalmers.*

Placozoários (filo Placozoa) são ainda mais simples que as esponjas, mas eles têm tecidos verdadeiros. Eles são organismos ameboides achatados com duas camadas de epitélio, uma dorsal e uma ventral, e uma fina camada de células estreladas. A camada ventral é ligeiramente côncava e parece ser homóloga ao endoderma (a camada do tubo digestivo) de outros animais, enquanto a camada superior é homóloga ao ectoderma (a camada da “pele”).

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Trichoplax adhaerens, a única espécie atualmente no filo Placozoa. Foto de Bernd Schierwater.**

Ctenóforos (filo Ctenophora), também chamados de águas-vivas-de-pente, parecem águas-vivas verdadeiras, mas uma olhada mais de perto revela muitas diferenças. Externamente eles têm uma epiderme composta de duas camadas, uma externa que contém células sensoriais, células que secretam muco e algumas células especializadas, como coloblastos que ajudam a capturar presas e células contendo múltiplos cílios usados na locomoção, e uma camada interna com uma rede de nervos e células semelhantes a músculos. Eles possuem uma boca verdadeira que leva a uma faringe e um estômago. Do estômago, um sistema de canais distribui os nutrientes ao longo do corpo. Oposto à boca há um pequeno poro anal que pode excretar pequenas partículas não-desejadas, apesar de a maior parte do material rejeitado ser expelido pela boca. Há uma camada de material semelhante a geleia (mesogleia) entre o trato digestivo e a epiderme.

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O ctenóforo Bathocyroe fosteri.

Cnidários (filo Cnidaria) têm uma estrutura similar à dos ctenóforos, mas não tão complexa. Eles também possuem uma epiderme externa, mas ela é composta de uma única camada de células, e um intestino em forma de saco cercado de células epiteliais (gastroderme), bem como uma mesogleia entre os dois. Em torno da boca há um ou dois conjuntos de tentáculos. A característica mais distinta de cnidários é a presença de células urticantes em forma de arpão, os cnidócitos, que são usados como um mecanismo de defesa e ajudam a subjugar presas.

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Estrutura corporal de um cnidário (água-viva). Foto de Mariana Ruiz Villarreal.

Bilatérios (clado Bilatéria) inclui todos os outros animais. Eles são muito mais complexos e são caracterizados por um corpo bilateral, cefalização (eles têm cabeças) e três camadas celulares principais, o ectoderma, que origina a epiderme e o sistema nervoso, o mesoderma, que origina os músculos e as células sanguíneas, e o endoderma, que se desenvolve nos sistemas digestório e endócrino.

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Estrutura básica de um bilatério.

Tradicionalmente, as esponjas sempre foram vistas como os animais mais primitivos devido a sua falta de tecidos verdadeiros, células musculares, células nervosas e tudo mais. Contudo, alguns estudos moleculares recentes puseram os ctenóforos como os animais mais primitivos. Isso foi bem inesperado, já que ctenóforos são muito mais complexos que esponjas e placozoários, o que sugeriria que músculos e um sistema nervoso evoluíram duas vezes no reino animal, ou que esponjas são uma bizarra simplificação de um ancestral mais complexo, o que seria muito difícil de explicar. O sistema nervoso dos ctenóforos é de fato bem incomum, mas não tanto a ponto de precisar de uma origem independente.

Contudo agora as coisas parecem estar definidas. Um estudo publicado recentemente na revista Current Biology por Simon et al. reconstruiu uma árvore filogenética usando 1719 genes de 97 espécies animais e aplicando métodos novos e mais congruentes. Com esse conjunto de dados mais refinado, eles recuperaram a reconstrução clássica que põe esponjas na base da árvore animal, um cenário mais plausível afinal.

Mas por que outros estudos haviam encontrado os ctenóforos como o grupo mais basal? Bom, parece que ctenóforos têm taxas de substituição incomumente altas, o que significa que seus genes evoluem mais depressa. Isso leva a um problema chamado “atração de ramos longos” em reconstruções filogenéticas. Como o DNA só tem quatro nucleobases diferentes, que são adenina, guanina, citosina e timina, e cada uma delas só pode mutar em uma das outras três, quando as mutações ocorrem muito frequentemente elas podem voltar ao que eram em um ancestral passado perdido há muito tempo, levando a erros de interpretação nas relações evolutivas. É isso que parece acontecer com ctenóforos.

Assim parece que no fim das contas a esponja veio mesmo primeiro.

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Referências e leitura adicional:

Borowiec ML, Lee EK, Chiu JC, & Plachetzki DC 2015. Extracting phylogenetic signal and accounting for bias in whole-genome data sets supports the Ctenophora as sister to remaining Metazoa. BMC Genomics 16: 987. DOI: 10.1186/s12864-015-2146-4

Littlewood DTJ 2017. Animal Evolution: Last Word on Sponges-First? Current Biology 27: R259–R261. DOI: 10.1016/j.cub.2017.02.042

Simion P, Philippe H, Baurain D, Jager M, Richter DJ, Di Franco A, Roure B, Satoh N, Quéinnec É, Ereskovsky A, Lapébie P, Corre E, Delsuc F, King N, Wörheide G, & Manuel M 2017. A Large and Consistent Phylogenomic Dataset Supports Sponges as the Sister Group to All Other Animals. Current Biology 27: 958–967. DOI: 10.1016/j.cub.2017.02.031

Wallberg A, Thollesson M, Farris JS, & Jondelius U 2004. The phylogenetic position of the comb jellies (Ctenophora) and the importance of taxonomic sampling. Cladistics 20: 558–578. DOI: 10.1111/j.1096-0031.2004.00041.x
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Movendo os quadris de dinossauros e mexendo com suas cabeças

por Piter Kehoma Boll

Recentemente surgiram notícias relacionadas à filogenia de dinossauros que deixaram muitos atônitos, como você deve ter ouvido ou lido. Novas evidências anatômicas reconstruíram completamente a base da árvore genealógica dos dinossauros e estou aqui para explicar um pouco o que aconteceu.

Como todos sabemos, os dinossauros incluem uma grande variedade de criaturas, dos terópodes comedores de carne aos pescoçudos saurópodes e dos ceratopsianos chifrudos aos armados anquilossauros, entre muitos outros.

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Silhueta de um humano comparada aos maiores dinossauros de cada grupo principal. Imagem de Matt Martyniuk.*

Por mais de um século, os dinossauros têm sido classificados em dois grupos, chamados Ornithischia e Saurischia. Ornithischia (“com quadril de ave”) incluem dinossauros cujos ossos pélvicos são mais similares ao que é encontrado em aves, com um púbis direcionado para trás. Saurischia (“com quadril de lagarto”), por outro lado, têm um púbis direcionado para a frente, como em répteis no geral. Isso agrupa os terópodes e os saurópodes no mesmo grupo como Saurischia enquanto outros dinossauros são agrupados como Ornithischia. Mas as aves são na verdade terópodes, assim sendo dinossauros com quadril de lagarto e não dinossauros com quadril de ave! Confuso, né? Então vamos dar uma olhada em seus quadris:

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Comparação dos quadris de um crocodilo (Crocodylus), um saurópode (Diplodocus), um terópode não aviano (Tyrannosaurus), uma ave (Apteryx), um tireóforo (Stegosaurus) e um ornitópode (Iguanodon). Vermelho = púbis; azul = ísquio; amarelo = ílio. Imagem minha, Piter K. Boll.**

Como se pode perceber, o estado primitivo, encontrado em crocodilos, saurópodes e terópodes primitivos, é o púbis voltado para a frente. Um púbis voltado para trás evoluiu pelo menos duas vezes independentemente, tanto em terópodes mais avançados (como aves), quanto em dinossauros ornitísquios. Mas podemos estar tão certos de que Tyrannosaurus Diplodocus são mais proximamente relacionados entre si (formando um clado Saurischia) só por causa de seus quadris? Afinal, esse é um quadril primitivo, então é bem improvável que seja uma sinapomorfia (um caráter derivado compartilhado). Não obstante, continuou sendo usado como um caráter unindo saurópodes e terópodes.

Um novo artigo publicado recentemente na Nature, no entanto, mostrou novas evidências de apontam para uma relação diferente dos grupos. Depois de uma análise detalhada da anatomia dos ossos, Matthew G. Baron, David B. Norman e Paul M. Barrett encontraram 20 caráteres que unem terópodes com ornitísquios e não com saurópodes. Entre esses podemos mencionar a presença de um forâmen (um furo) na região anterior do osso premaxilar que fica dentro da fossa narial (a depressão do osso que circunda a abertura da narina) e uma crista longitudinal afiada ao longo da maxila.

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Os crânios tanto de ornitísquios quanto de terópodes (acima) apresentam um forâmen premaxilar na fossa narial (em amarelo) e uma crista afiada na maxila (em verde), bem como outros caracteres que não estão presentes em sauropodomorfos e herrerasaurídeos (abaixo). Composição usando imagens originais de Carol Abraczinskas e Paul C. Sereno (Heterodontosaurus), usuário do Wikimedia Ghedoghedo (Eoraptor e Herrerasaurus), e usuário do flickr philosophygeek (Plateosaurus).**

Em seu blog Tetrapod Zoology, o Dr. Darren Naish comenta a nova classificação e aponta alguns problemas que surgem com essa nova visão. Um deles é o fato de que tanto terópodes quanto sauropodomorfos possuem ossos pneumáticos (ocos), enquanto ornitísquios não os possuem assim. Se a nova filogenia estiver mais próxima da verdade, significa que a pneumacidade evoluiu duas vezes independentemente ou evoluiu apenas uma vez e foi perdida nos ornitísquios.

Ele também menciona que tanto ornitísquios quanto terópodes possuem estruturas como plumas e pelos na pele. Em terópodes, isso eventualmente originou as penas. Poderia essa ser outra sinapomorfia unindo esses grupos? Talvez… mas quando pensamos que pterossauros também tinham “pelos”, pode-se também concluir que uma estrutura integumentária já estava presente no ancestral comum dos dinossauros. Neste caso, talvez, apenas não os encontramos ainda em saurópodes. Agora imagine um Argentinosaurus gigante coberto de penas!

Uma preocupação que surgiu com essa nova organização é se sauropodomorfos ainda seriam considerados dinossauros. O termo “dinossauro” foi cunhado por Richard Owen em 1842 para se referir aos restos dos três gêneros de dinossauros conhecidos na época, Iguanodon, Hylaeosaurus Megalosaurus, os dois primeiros sendo ornitísquios e o último um terópode. Como consequência, a definição original de dinossauro não incluía saurópodes. De forma similar, a definição filogenética moderna de dinossauro era “o menor clado inclusivo contendo Passer domesticus (o pardal) e Triceratops horridus”. De forma a permitir que o Brachiosaurus e seus amigos continuem sentando com os dinossauros, Baron et al. sugeriram expandir a definição para incluir Diplodocus carnegii. Assim, dinossauros seriam o menor clado inclusivo contendo P. domesticusT. horridusD. carnegii.

Nesta nova árvore, o nome Saurischia ainda seria usado, mas se referindo apenas aos sauropodomorfos e alguns carnívoros primitivos, os herrerassaurídeos. O novo clado formado pela união de terópodes e ornitísquios foi proposto ser chamado de Ornithoscelida (“com pernas de ave”), um nome cunhado em 1870 para se referir às patas traseiras semelhantes às das aves em terópodes e ornitópodes (o subgrupo de ornitísquios que inclui dinossauros como o Iguanodon e os dinossauros com bico de pato.

O que podemos concluir com tudo isso? Nada vai mudar se você é só um entusiasta de dinossauros e não se importa com o que é um ornitísquio e um saurísquio. Agora se você é um fã de filogenia como eu, você está acostumado a mudanças súbitas nos ramos. A maioria dos fósseis de dinossauros basais são incompletos, assim aumentando o problema de saber como eles estão relacionados uns aos outros. Talvez esta nova visão vá durar e talvez novas evidências mudarão tudo de novo na semana que vem.

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Referências e leitura adicional:

Baron, M., Norman, D., & Barrett, P. (2017). A new hypothesis of dinosaur relationships and early dinosaur evolution Nature, 543 (7646), 501-506 DOI: 10.1038/nature21700

Naish, D. (2017). Ornithoscelida Rises: A New Family Tree for DinosaursTetrapod Zoology.

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