Evolução: Especiação do Salmão em 60 anos

Um estudo divulgado em outubro do ano passado (ano 2000) apresentou evidências de que uma espécie de salmão chegou ao isolamento reprodutivo em cerca de 60 anos. Durante a década de 1930, esse peixe foi introduzido em um hábitat de água doce no noroeste dos Estados Unidos. Hoje em dia, os peixes de uma população dificilmente se reproduzem com os da outra e, caso isso ocorra, os descendentes têm poucas hipóteses de sobreviver.

Andrew Hendry, da Universidade de Massachusetts, em Amherst, estes resultados "deveriam servir-nos para repensarmos a importância da selecção natural e da adaptação na origem de novas espécies e, portanto, na promoção da diversidade biológica", "Evoluções rápidas deste tipo estavam já documentadas para outros organismos", disse o investigador americano, sublinhando que "a diferença do nosso estudo é que podemos demonstrar que estas diferenças resultam do isolamento reprodutivo"

(in Diário de Notícias, 23 de Outubro de 2000)

Ainda que as 2 espécies não tenham ainda sido reclassificadas taxonomicamente, a barreira reprodutiva traduz-se numa diferenciação de uma espécie numa  outra espécie. Estas modificações podem ser vistas como uma macro-transição, enquanto que o exemplo apresentado no texto " Evolução: Recente Divergencia e Especiação do Salmão" trata-se de uma micro-transição que pode levar a uma macro-transição, sendo de notar que o tempo que as populações demoraram a atingir o grau de divergencia actual no caso da micro-transição (500 anos) é muito superior ao tempo que as 2 populações (espécies) reprodutivamente isoladas demoraram para atingirem o estado de diferenciação actual.

Mais um recado para os criacionistas que lerem isto: criacionistas, a macro-evolução natural é um facto.  
  

Richard Dawkins Explica o Equilibrio Pontuado

 

 

 

 

Os erros de cálculo dos criacionistas

Relativamente á questão: "Qual a probabilidade de um polímero surgir por acaso?", não podemos esquecer que antes dos polímeros, há outras formas menos complexas.

Quantos mais níveis de complexidade houver, mais forte parece o argumento da impossibilidade do acaso, mas mais erróneo esse argumento é. A cada nível de complexidade é feito um erro de cálculo que é assumir todos os estados equiprováveis ou esquecer o ponto de onde se parte. No final, o erro propagou-se de tal forma, que se fica apenas com um argumento sem valor real. Este é um entre muitos outros problemas que podem ser apontados aos calculos probabilisticos em que os criacionistas se apoiam.

A Evolução é um Facto?

A evolução é um facto. A macro-evolução é um facto e a micro-evolução é um facto. Ao longo da redação deste blog fui aprofundando cada vez mais o assunto da ancestralidade comum. A elevada probabilidade de todos os seres vivos partilharem um ancestral comum leva a concluir que a macro-evolução é um facto. A Teoria da Evolução trata do modo como as transformações ocorreram: mutações genéticas e epimutações, selecção natural, deriva genética e por vezes isolamento geográfico - de uma forma medianamente gradual, não sendo de descartar a teoria do equilibrio pontuado. Transições macro-evolutivas - especiação, ocorrem á escala da vida humana e da história humana, não só em micróbios, mas também em animais, como o salmão. Em espécies com reprodução sexuada, o impedimento (natural) dos cruzamentos é um factor preponderante na diferenciação entre 2 espécies (pode ser por exemplo a desova em periodos de tempo diferentes, que se traduz em alterações genéticas). O processo de especiação por diferença de ciclo de desova é actualmente observado em populações de salmões (animais complexos e sexuados) que estão a atingir a diferenciação entre espécies. Os factores que originam as macro-transições observáveis são os supra-citados - eles de facto causam macro-transições. A evolução é um problema histórico, pelo que as macro-transições históricas e o modo como ocorreram, obviamente, não podem ser observados, mas sim indiciados/evidenciados e inferidos (permanecendo assim, como teoria cientifica), através da inferencia da vantagem evolutiva que determinadas caracteristicas teriam, através de análises comparativas bioquímicas, de proteínas e DNA, da análise do registo fóssil –temos um óptimo exemplo no registo fóssil relativo á evolução humana da transição entre géneros.

O género Homo teria surgido entre 2,5 milhões e 2 milhões de anos, a partir de alguma espécie de Australopithecus. Entre as características distintivas do género Homo estão alterações no maxilar e nos dentes, locomoção obrigatoriamente bípede e um crânio mais volumoso (com capacidade interna de 600 a1.300 cm3 ou mais). A transição entre a linhagem de Australopithecus que deu origem ao género Homo e, dentro deste, à espécie H. sapiens pode ser caracterizada pela evolução dessas características e por mudanças no comportamento social e cultural.

Com base no exame de restos fósseis dos esqueletos de dois indivíduos, um adulto e uma criança, encontrados na África do Sul e com datação estimada em 2,3 milhões de anos, um grupo de pesquisa­dores descreveu e nomeou uma nova espécie de antropoide, o Australopithecus sediba Do artigo, publicado em Abril na revista científica Science (v. 328, n^o 5.975, p. 195), pode-se destacar o facto dos restos fósseis indicarem que a A. Sediba tinha mais caracteres em comum com as primeiras linhagens do género Homo do que qualquer outra espécie de Australopithecus e o facto de muitas características serem comuns a 3 espécies: A. africanus, A. sediba e H. Habilis.

A nova espécie seria, portan­to, o ‘elo’ mais recente – ao me­nos entre as espécies conhecidas – na transição entre os australo­pitecíneos e o género Homo. Assim, A. sediba parece ser forte candidato a ocupar uma posi­ção-chave na árvore evolutiva dos antropoides, aplainando ainda mais o caminho que leva dos Australopithecus às primeiras linhagens do género Homo.

Outros elementos do registo fóssil, quando combinados com a análise bioquímica evidenciam fortemente macro-transições a partir da possibilidade de inferência de ancestralidade comum – por exemplo, no caso dos repteis, aves e mamíferos.

Apesar das macro-transições históricas estarem fora do alcance da observação directa, novas macro-transições (em menor escala, caso da especiação) podem ser observadas e estudadas.

A evolução natural é um facto. Aprendam a lidar com isso.

Design Inteligente & Criacionismo: Ancestralidade Comum

Tantas evidencias de ancestralidade comum entre tantos grupos taxonómicos... E nem uma de ancestralidade comum entre criacionistas e proponentes do design? Não é bem assim: existe um fóssil com características intermédias entre criacionistas e proponentes do design documentado numa edição antiga do livro ‘Of Panda’s and People’. Nas primeiras edições o termo ‘ceationists’ e não ‘design proponents’ estava presente. Mas ao que parece a modificação foi feita á pressa – o fóssil apresenta as seguintes características: ‘cdesign proponentsists’. Foi uma grande descoberta que apoiou a Teoria da Evolução no julgamento do caso Dover, quando se tratou de apresentar provas de inconstitucionalidade relativamente ao ensino do D.I.. Este termo ‘intermédio’ foi ironicamente referido como um elo perdido (e encontrado) entre criacionistas e proponentes do design inteligente.

Até é possível elaborar uma árvore filogenética, com as relações entre os vários tipos de criacionismo:

Aqui ficam 2 pontos altos do julgamento do caso Dover:

 

 

 

 

 

Os criacionistas não fazem ideia das suas oigens nem do facto de serem o principal alvo de chacota no meio académico. Acho que se fizessem alguma ideia do quanto são humilhantemente gozados  não diziam nem faziam metade dos disparates.

 

 

Evolução do Homem: Cromossoma 2

O cromossoma 2 é uma forte evidencia de ancestralidade comum com os restantes primatas, sobretudo quando combinada com outras evidencias, tais como: a partilha de 98% do genoma codificante e um total de 75% com os chimpanzés; a partilha de 16 retrovírus endógenos com o chimpanzé, exactamente nos mesmos loci. O Cromossoma 2 é o resultado de uma fusão telómero-telómero entre dois cromossomos ancestrais. As evidências disso incluem:

A fusão de cromossomas ancestrais deixou vestígios de de telómeros e um centrómero vestigial.

A correspondência do cromossomo 2 com dois cromossomos de símios: o chimpanzé, tem sequências de DNA muito semelhantes ás do cromossoma 2 humano porém em dois cromossomas separados. O mesmo é facto para os restantes ‘Grandes Símios’.

A presença de um centrómero vestigial: normalmente um cromossoma possui apenas um centrómero mas no cromossoma 2 encontram-se vestígios de um segundo.

A presença de telómeros vestigiais: esses são normalmente encontrados apenas nos finais do cromossoma mas no cromossoma 2 encontramos sequências  características de telómeros no meio.

Referencias:

Nature. 2005 Apr 7;434(7034):724-31.

Generation and annotation of the DNA sequences of human chromosomes 2 and 4.

Hillier LW, Graves TA, et al

Esta foi uma das descobertas apresentadas no julgamento do caso Dover – leia-se aula de ciências do caso Dover. Foi sem dúvida um dos pontos altos do julgamento (embora tenham havido muitos outros). Aqui fica um excerto do documentário sobre o caso Dover:

 

 

 

 

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).