O gato Garfield da vida real

Este é o gato Garfield da vida real:

(Via "Why evolution is true".)

NÃO sou criacionista

Relativamente a um pequeno texto que coloquei aqui no blog com o título "Sou criacionista", tenho que informar os leitores de que isso era uma ironia e que eu não sou de facto criacionista. Sou ateia. O texto foi removido.

P.S.: Isto vem a propósito da reacção de pessoas que me conhecem pessoalmente ao texto referido.  

Evidências da evolução no corpo humano

A cauda é partilhada por todos os mamíferos a certo ponto do desenvolvimento.

Os humanos também têm uma cauda vestigial ou verdadeira, em contraste com a pseudo-cauda e ambas aparecem por vezes nos recém-nascidos, o que, no primeiro caso, é designado por atavismo. Mesmo os humanos adultos têm uma cauda (óssea) vestigial, que é o cóccix – as vértebras terminais que por vezes nos dão dores de costas. Estes factos reflectem a herança em comum, não só com os outros primatas, mas com os outros mamíferos.

É importante distinguir a cauda vestigial, ou seja, o atavismo nos recém-nascidos da pseudo-cauda que também aparece nos bebés pelo exame clínico e patológico. Vários estudos indicaram a natureza benigna da verdadeira cauda. A verdadeira cauda surge a partir do remanescente mais distal da cauda embrionária, contém tecido adiposo, conjuntivo, músculo e tecido nervoso, e é coberto por pele. As pseudo-caudas representam uma variedade de lesões que têm uma semelhança superficial com as caudas vestigiais ou caudas verdadeiras. A análise dos relatos de casos indica que a espinha bífida é a anomalia mais frequente que convive com ambas as caudas.

A cauda vestigial surge pela retenção das estruturas encontradas normalmente no desenvolvimento fetal. A embriogénese associada á cauda humana é observada pela primeira vez na quarta semana de gestação.

Esta pode ter até 13 centímetros, pode mover-se e contrair-se, e ocorre duas vezes mais em homens do que em mulheres. Uma verdadeira cauda é facilmente removida cirurgicamente, sem efeitos residuais. Raramente é familiar. Pseudo-caudas são lesões variadas que têm em comum uma saliência na região lombossacral. A causa mais frequente de uma pseudo-cauda é um prolongamento anormal das vértebras do cóccix ou, entre outras lesões, um fina e alongado feto parasitário.

Aquilo a que normalmente chamamos “pele de galinha”, ou seja, o reflexo pilomotor pode também ser considerado um vestígio. Quando uma pessoa tem frio ou está assustada, pequenos músculos na base de cada pêlo contraem, fazendo com que os pêlos do corpo fiquem em pé. Em animais com mais pêlo, isso é um reflexo útil: os pêlos erectos fazem uma armadilha de ar para criar uma camada de isolamento, e eles também fazem o animal parecer maior. No entanto isso no ser humano é inútil. Isto seria de esperar se animais mais peludos (como os chimpanzés) tivessem sido ancestrais do Homo Sapiens.

Todas estas evidências apontam para uma coisa: evolução. Para quem não gosta: proponha ou cale-se.

Refs.:

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/1779337?dopt=Abstract

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/6373560

http://www.hindawi.com/journals/aop/2011/153797/

Eva mitocôndrial

"Eva mitocôndrial" é o termo que é normalmente usado em divulgação científica (por ser fácil de memorizar) para designar a nossa ancestral comum matrilínear mais recente. Esta viveu em África há 99.000-148.000 anos.

Esta mulher não foi a primeira das mulheres modernas (em termos de anatomia) no planeta, mas sim apenas uma de milhares de mulheres suas contemporâneas, com uma linhagem materna contínua até aos dias de hoje. É, então, de notar que não existe qualquer relação entre esta mulher e a Eva bíblica. 

Como existe uma "Eva mitocôndrial", existe um "Adão do cromossoma Y", ou seja, o ancestral comum mais recente dos humanos actuais por via patrilínear, designação que não se encontra fixada num só indivíduo. É de notar que não existem evidências de que este tenha vivido próximo da "Eva mitocôndrial", quanto mais se que tenham alguma vez acasalado. Além disso, as estimativas da época em que viveu, apesar de variarem, na sua maioria apontam para que seja muito antes da "Eva mitocôndrial". À semelhança desta, foi penas um dos muitos homens seus contemporâneos, com uma linhagem paterna contínua até aos dias de hoje. Mais uma vez: não há qualquer relação com o conto bíblico.

Muitas vezes as designações "Eva mitocôndrial" e "Adão do cromossoma Y" são utilizadas sem qualquer explicação ou contexto, podendo fazer com que as pessoas percebam que se tratam das mesmas pessoas de que fala o mito da criação judaico-cristão, o que, como já expliquei em cima está totalmente errado. Só pela cronologia estaria errado, além de não terem sido as primeiras pessoas, únicas no seu tempo. Não existem quaisquer evidências de que o Adão e Eva bíblicos tenham existido, apenas de que o "Adão e Eva" genéticos existiram há dezenas ou centenas de milhares de anos (e não há 6 a 10 mil anos). 

Refs.:

http://www.huffingtonpost.com/2013/08/01/genetic-adam-eve-chromosome-men-man_n_3691084.html 

http://www.sciencenews.org/view/generic/id/352058/description/Y_chromosome_analysis_moves_Adam_closer_to_Eve

http://mbe.library.arizona.edu/data/1993/1001/2taka.pdf 

Mais evidências moleculares da evolução

O apoio para a ancestralidade comum devido a estudos de sequências moleculares passa pelos genes que estão presentes em todos os organismos vivos actualmente e depende da semelhança desses num contexto específico: redundância funcional proteica.

Há certos genes que todos os organismos vivos têm, porque desempenham as funções mais básicas de vida, estes genes são chamados de genes ubíquos ou omnipresentes. Os genes ubíquos não são correlacionados com fenótipos específicos de uma espécie: não têm nenhuma relação com as funções específicas de diferentes espécies. Por exemplo, não importa se é uma bactéria, um ser humano, um peixe, uma baleia, um golfinho, um tentilhão, um cogumelo, uma minhoca ou uma estrela do mar - esses genes estão lá, e todos eles desempenham a mesma função biológica básica. As sequências moleculares de genes ubíquos são funcionalmente redundantes: Qualquer proteína ubíqua tem um número extremamente grande de diferentes formas funcionalmente equivalentes (ou seja, sequências de proteínas que podem executar a mesma função bioquímica).

Obviamente, não há nenhuma razão á priori para que cada organismo tenha que ter a mesma sequência ou sequências semelhantes. Nenhuma sequência específica é funcionalmente necessária em qualquer organismo - tudo o que é necessário é um de um grande número de formas funcionalmente equivalentes de um determinado gene ou proteína ubíqua.

Hereditariedade correlaciona sequências, mesmo na ausência de necessidade funcional: existe um, e somente um, mecanismo observado que faz com que dois organismos diferentes tenham proteínas ubíquas com sequências semelhantes (além da improbabilidade extrema de puro acaso, é claro). Esse mecanismo é a hereditariedade.

Estudos com genes funcionais têm-se centrado em genes de proteínas (ou RNAs) que são comuns (ou seja, estão presentes em todos os organismos). Isto é feito para assegurar que as comparações são independentes do fenótipo específico.

Por exemplo, o O citocromo c é uma proteína essencial e encontrada em todos os organismos, incluindo bactérias e eucariontes. As mitocôndrias de células contêm o citocromo c, onde este transporta electrões num processo metabólico fundamental: a fosforilação oxidativa.

Utilizando para um estudo um gene ubíquo como o do citocromo c, não há razão para supor que dois organismos diferentes devem ter a mesma sequência proteica ou sequências proteicas parecidas, a menos que os dois organismos sejam geneticamente relacionados. Isto é devido, em parte, à redundância funcional das sequências de proteínas e das estruturas. Aqui, a "redundância funcional" indica que muitas sequências de proteínas diferentes formam a mesma estrutura geral e desempenham o mesmo papel biológico. O Citocromo c é uma proteína redundante em termos funcionais, pois muitas sequências diferentes podem desempenhar a mesma função. A maioria dos aminoácidos no citocromo c é muito variável, sendo difícil destruir a sua função modificando os resíduos (1). O citocromo c até um exemplo normalmente utilizado no ensino da biologia evolutiva, mais propriamente da filogenética.

É claro que eu não estaria a ter este trabalho todo se não se confirmasse que existem de facto semelhanças indicativas de relação de ancestralidade. Um exemplo são os humanos e os chimpanzés, outro são os humanos e os morcegos (que, como exemplo, têm muito mais semelhanças entre eles do que entre morcegos e colibris.

Mais uma coisa gira sobre o citocromo c: uma outra proteína, a plastocianina, evoluiu convergentemente para desempenhar a mesma função do citocromo c 6. Tratam-se de duas pequenas proteínas solúveis que contém cobre e um grupo heme, respectivamente, que estão localizadas no lúmen dos tilacóides e fazem a transferência de electrões do citocromo b 6-f para o fotossistema I em muitos dos organismos fotossintéticos. Em cianobactérias, as duas metaloproteínas de facto desempenham um papel respiratório extra como doadores de elétrons para a enzima citocromo c oxidase. Não há nenhuma relação filogenética nem estrutural entre estes, embora partilhem um certo número de parâmetros físico-químicos e semelhanças estruturais que lhes permitem substituir-se mutuamente dependendo da disponibilidade do cobre. Este é um excelente exemplo de evolução convergente, a nível molecular, o qual é interpretado como uma consequência da adaptação microbiana às condições ambientais, segundo a disponibilidade de ferro e cobre. Um estudo sobre o assunto foi publicado em 2011 (Bioenergetic Processes of Cyanobacteria) (2).

Por falar em evolução convergente e homologia, é de notar que os biólogos já em 1970 se preocupavam em arranjar métodos para distinguir homoplasia de homologia verdadeira por métodos estatísticos, ao contrário do que muitos podem pensar, como ilustrado no estudo intitulado “Distinguishing homologous from analogous  proteins” (Systematic Zoology) (3). Devo também lembrar que não se pode usar ortólogos para construir árvores filogenéticas referentes a espécies.

Refs.:

1.     http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/2834231?dopt=Abstract (via “Talkorigins”)

2.     http://link.springer.com/chapter/10.1007%2F978-94-007-0388-9_21

3.     http://www.cs.uml.edu/~grinstei/91.510/Lectures%201-4%20-%20Sequence%20Analysis/Distinguishing%20Homologous%20from%20Analogous%20proteins.pdf

O que se pode observar

As evidências que apontam para a evolução são observadas pelos cientistas tanto em laboratório como no campo – por exemplo, o registo fóssil.

Quando sequenciamos uma porção de DNA estamos a observar a realidade dessa sequência no laboratório, quando comparamos duas sequências de DNA, estamos a mesma coisa, quando se analisa um fóssil, o mesmo. Todas as evidências científicas são constituídas por observações como estas. Podemos reconstruir a história evolutiva das aves, mas não temos que ver a transição de dinossauros para aves com os nossos próprios olhos. Temos os fósseis e o DNA e isso chega. Nem sequer somos obrigados a ver eventos de especiação ou partes do processo em campo ou no laboratório (embora isso já tenha acontecido), porque mais uma vez temos algo como o DNA – os padrões genéticos das várias espécies de Plasmodium, por exemplo. Em ciência, seja em que área for, o método base é sempre o mesmo: o método científico. Servimo-nos sempre das evidências - daquilo que observamos, para ver qual das hipóteses se encontra mais em concordância com estas. Por exemplo, podemos decidir se um E.T. concebeu uma pedra com inteligência ou se esta é apenas o produto de processos naturais como a sedimentação, compactação, erosão, entre outros, baseando-nos na recolha de dados da rocha e testar as previsões de cada uma das hipóteses. No entanto, não precisamos de assistir ao processo de formação da rocha para sabermos isso. É claro que quando uma hipótese não se distingue das outras, essa não interessa: por exemplo, uma hipótese que afirme que o E.T. criou a rocha como se ela tivesse surgido naturalmente.

Os cientistas aceitam a teoria da evolução, não por serem anti-religião, não porque simplesmente lhes apeteceu chatear a Igreja de Inglaterra no tempo de Darwin, mas porque as evidências apontam para essa hipótese e para nenhuma outra desde que Darwin e Wallace começaram a trabalhar nessa questão. A teoria da evolução é o melhor que temos até agora para explicar a diversidade de espécies que nos rodeia e a existência da nossa própria espécie. Isto é ponto assente. É claro que isso chateia muita gente, mas a ciência não existe para agradar a gregos nem a troianos. Não gostar do que se descobre através do método científico, em nada afecta a sua prosperidade. Desde que funcione – e sabemos que funciona (basta comparar os resultados da medicina baseada na ciência com os da homeopatia, só como exemplo) – vamos continuar assim.   

Evolução do genoma humano: genes Hox e companhia

Os cromossomas humanos 2q, 7, 12q e 17q demonstram homologia intra-genómica, regiões parálogas em duplicado, triplicado e quadruplicado, centradas nos grupos de genes HOX. O fato de que dois ou mais representantes de diferentes famílias de genes estão ligados a grupos HOX é tomado como evidência de que esses conjuntos de genes parálogos podem ter surgido a partir de um único segmento cromossómico através de eventos de duplicação de cromossomas inteiros ou de um bloco. Isto implicaria que os genes constituintes, incluindo os clusters HOX reflectissem a arquitectura de um bloco único ancestral (antes da origem dos vertebrados), onde todos esses genes estariam ligados numa única cópia.

Num estudo intitulado “An insight into the phylogenetic history of HOX linked gene families in vertebrates”, publicado em 2007 (BMC Evolutionary Biology), investigadores do Institute of Human Genetics, Philipps-University (Alemanha) usaram um conjunto de dados de uma grande variedade de genomas de vertebrados e invertebrados para analisar a história filogenética de 11 famílias multigénicas com três ou mais dos seus representantes ligados aos grupos HOX humanos. Os autores usaram uma abordagem de comparação de topologia – a topologia da árvore filogenética de cada família de genes foi comparada com outras famílias e também com a filogenia dos grupos HOX para testar consistências em eventos de duplicação. Esta abordagem revelou quatro grupos de co-duplicados discretos: um grupo envolve os genes GLI, HH, INHB, IGFBP (cluster-1), e as famílias SLC4A, o grupo 2 envolve os genes ERBB, ZNFN1A, e as famílias genicas IGFBP (cluster-2), o grupo 3 envolve os clusters HOX e da família de genes SP; o grupo 4 envolve a cadeia da integrina beta e famílias da cadeia leve da miosina. Os genes distintos dentro de cada grupo co-duplicado partilham a mesma história evolutiva e são duplicadas em conjunto, enquanto os genes constitutivos de dois grupos co-duplicados diferentes podem não compartilhar a sua história evolutiva e podem não se ter duplicado em simultâneo.

Os autores do estudo concluíram que as regiões de paralogia no genoma humano foram moldadas directamente por duas rondas de quadruplicação dos blocos ancestrais individuais. As famílias de genes constituintes do conjunto de parálogos HOX surgiram em grande parte por eventos distintos de duplicação, e seus membros foram juntos em três ou quatro regiões colineares em diferentes cromossomas, como resultado de rearranjos de segmentos do genoma, no máximo antes da divergência dos peixes ósseos e dos tetrápodes.

Os dados sugerem que as relações de ligação vistas nos cromossomas humanos onde se encontram os genes HOX não são o resultado de duplicações de um cromossoma inteiro ou de antigo bloco e, assim, não deve ser tomado como evidência para duas fases de duplicação de todo o genoma.

Ref.:

- http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2235844/pdf/1471-2148-7-239.pdf