Evolução: Ancestralidade Comum

A ancestralidade comum universal a partir do LUCA (ultimo ancestral comum) é considerada a teoria mais bem fundamentada sobre o assunto da origem das archaeobacterias (bactérias que abundantes em ambientes primitivos), eubacterias e eucariontes.

 

Existem bastantes evidências a nível de homologia e ortologia proteica.

Dois tipos de evidências desta natureza surgiram, com base em sequências de aminoácidos e sequências de DNA:

1. Homologia proteica (relativamente á preservação de sequencias de aminoácidos)

 

2. Em muitos casos, um determinado aminoácido pode ser codificado por mais do que um codão (tripleto de DNA); a ocorrência do mesmo codão numa sequência de DNA quando existe alternativa constitui também evidência a favor de uma origem comum; a existência de proteínas ortologas é menos atreita a interpretações dúbias do que a homologia.

Em 2010, Douglas L. Theobald publicou um estudo na revista Nature intitulado ‘Um teste formal da teoria da ancestralidade comum universal’, avaliando a probabilidade de toda a vida descender de um ou de vários fundos genéticos, tendo em conta a possibilidade de transferência horizontal de genes e sem partir do pressuposto que semelhança nas sequências de aminoácidos implique relação de parentesco genético. O investigador estudou 23 proteínas diferentes de 12 espécies dos três domínios da vida, incluindo o Homo sapiens, a levedura, o bacilo da tuberculose e o Archaeoglobus fulgidus. Os seus resultados indicam que a probabilidade de uma origem comum universal é 10²⁸⁶⁰ maior do que a hipótese de haver mais do que um ancestral comum.

O LUCA foi testado, aplicando a teoria da seleção modelo para filogenias moleculares, com foco num conjunto de proteínas conservadas que são ortólogas.

Para as sequências universais de proteínas reais, a estrutura filogenética hierárquica (induzida pela história genealógica) é a razão primordial por que os testes escolham o LUCA; semelhanças sequenciais são um fatores com importância relativamente menor. Para casos de estrutura filogenética conflituosos, os testes escolheram ancestralidade independente, mesmo com sequências muito semelhantes.

De um modo geral os pressupostos da TE sobre ancestralidade comum têm sido bastante bem evidenciados.

Tomemos como exemplo o caso dos répteis e das aves (gosto particularmente deste porque cresci a ver os filmes do parque jurássico).

Relativamente a estes serão apresentadas algumas evidências.

Um estudo intitulado ‘Strong conservation of the bird Z chromosome in reptilian genomes is revealed by comparative painting despite 275 million years divergence’ por Pokorná M. (et al) apoia a conjectura.

A divergência de linhagens que conduzem aos répteis Squamata existentes (lagartos, serpentes e anfisbenas) e aves ocorreu cerca de 275 milhões de anos atrás. Aves, ao contrário destes repteis, têm cariótipos que são tipificadas pela presença de um número de cromossomas reduzido. Usou-se DNA específico de um cromossoma da espécie Gallus gallus, o cromossoma Z sexual e aplicou-se a técnica de análise comparativa de hibridização entre-espécies com 28 espécies de 17 famílias que representam linhagens principais destes repteis e espécies de crocodilos e tartarugas. Em todos, menos um caso, o cromossoma Z foi conservado intacto apesar divergência muito antiga de linhagens sauropsid. O cromossoma Z é o que se conserva apesar de não ser um cromossoma sexual nestas espécies de repteis.

Este estudo quando combinado com outros sobre o mesmo assunto torna-se uma forte evidência.

O estudo intitulado ‘beta-Keratins in crocodiles reveal amino acid homology with avian keratins’ é mais um para dar apoio á mesma conjectura.

As sequências de DNA que codificam beta-queratina foram obtidas a partir das espécies Crocodylus palustris e Crocodylus intermedius. Pela sequência de aminoácidos deduzida, estas proteínas são ricas em glicina, prolina e serina. A região central das proteínas é composta por duas regiões dobradas beta e mostram um alto grau de semelhança com a beta-queratina de aves e repteis squamates. Esta parte central cnjectura-se ser o local de polimerização para construir a estrutura de beta-queratina filamentos. É possível que as beta-queratinas em répteis e aves compartilham um ancestral comum. Perto do terminal-C, estas queratinas beta contêm um péptido rico em glicina-glicina-X e XX, e a característica distintiva da região é cerca de 12 repetições de aminoácidos, que são semelhantes às repetições de 13 aminoácidos, mas ausente de queratina de penas de aves. De acordo com a análise filogenética, as beta-queratinas no crocodilo têm um relacionamento mais próximo com a queratina aviária do que as outras queratinas em répteis.

O registo fóssil por si só não serve como evidência conclusiva devido ás lacunas (que em nada são incompatíveis com a Teoria da Evolução). No entanto quando juntos com estudos como os apresentados anteriormente são de grande importância, pois a sua análise comparativa e poderem ser considerados dados históricos podem corroborar a ancestralidade comum. Segundo estudos publicados este ano (2012), foram encontrados 3 esqueletos quase completos de dinossauros de grandes dimensões com características em comum com os tyrannosauroides com penas longas filamentosas na China. Também na Alemanha foi encontrada uma espécie de megalosauroide theropode que apresentava penas e proto-penas datado do jurássico. Sendo o archaeopterix uma ave com algumas características atípicas, o registo fóssil apoia a ancestralidade comum entre repteis e aves.

Repteis, aves e mamíferos partilham um ancestral comum.

O registo fóssil incompleto não permite inferi-lo, mas (se os criacionistas ainda não perceberam) as evidencias mais importantes não dependem do registo fóssil, mas sim das análises de proteínas e DNA que são acompanhadas quando possível pelo registo fóssil (registo histórico) e por estudos de anatomia comparada, relativamente a estruturas homólogas e análogas.

Uma das evidencias mais significativas de ancestralidade comum entre repteis, aves e mamíferos encontra-se ‘documentada’ no DNA de um pequeno mamífero semi-aquático e ovíparo (o único) – o ornitorrinco.

O espécime adulto não possui dentes, entretanto, os filhotes possuem dentes calcificados, pequenos, sem esmalte e com numerosas raízes. Nos adultos, os dentes são substituídos por uma placa queratinizada tanto na mandíbula como na maxila, que cresce continuamente. No esqueleto pós-craniano, ocorre retenção das vértebras cervicais (rudimentares) e dos ossos coracóide e interclavicular da cintura escapular, características que são simelhantes aos répteis. Este mamífero possui membrana interdigital como as aves aquáticas e os anfíbios.

Através da análise genómica do ornitorrinco e comparação com genomas de repteis, aves e outros mamíferos, foi possível reforçar a ideia de ancestralidade comum entre repteis, aves e mamíferos.

As proteínas do veneno dos repteis e do ornitorrinco foram co-optadas independentemente, provindo da mesma família de genes. Quanto aos genes das proteínas do leite, foram conservados, apesar deste mamífero ser ovíparo.

Sequencias que caracterizam o genoma do ornitorrinco demonstram características de repteis e mamíferos. Observaram-se famílias de genes envolvidos na biologia que relacionam os monotremados com os repteis, como a postura de ovos, visão e veneno. Esta espécie possui características proteicas anti-bacterianas partilhadas com os marsupiais.

Uma característica do genoma dos mamíferos presente no do ornitorrinco é a frequência elevada de sequencias repetitivas intercaladas, mas esta contrasta com a cobertura significativa de microssatelites (pequenas unidades de repetição de pares de bases do DNA, utilizadas como um marcador genético em estudos de parentesco) caracteristicos dos repteis.

Algumas sequencias de miRNA são partilhadas com aves e mamíferos.

Relativamente ás moléculas imunológicas são demonstradas algumas diferenças importantes em contraste com outros mamíferos. Esta espécie possui 214 genes de receptores de NK (linfócitos citotóxicos) , um numero muito superior do que nos humanos (15-50) e ratos (45-50). Foram verificadas expansões na família de genes dos péptidos de catelicidina anti-microbiana. Ocorreu também expansão na família de genes do antigénio CD163 da diferenciação dos macrófagos.        

As evidências a favor ancestralidade comum demonstram que os seres vivos estão todos inter-relacionados. Se existe ancestralidade comum, existiu (e existe) evolução. Como se deu essa evolução: deriva genética, mutações genéticas (incluindo duplicações), epimutações e herança de caracteres adquiridos, domesticação de elementos exógenos, transferência horizontal, selecção natural, tudo isto originando adaptação e divergência (e em alguns casos convergência). É muito simples para quem quiser entender (e para quem tiver inteligência).