A evolução da forma nos animais vertebrados

O retorno do programa Adote um Cientista foi marcado por uma palestra cujos temas debatidos poderão ser revisitados durante vários momentos do ano. Isso porque, nas palavras célebres de Theodosius Dobzhansky, “nada na biologia faz sentido, exceto à luz da evolução”.

E o encontro, ministrado pela Profa. Dra. Tiana Kohlsdorf, docente da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP – USP), mostrou que a diversidade biológica que observamos no mundo atualmente é fruto de processos evolutivos que vêm acontecendo há milhões de anos.

Tiana contou um pouco mais sobre as linhas de pesquisa que abrangem o Laboratório de Evolução de Tetrápodes (LET), laboratório que coordena dentro do Departamento de Biologia da FFCLRP, e mostrou como diferentes linhas de pesquisa podem olhar para um mesmo organismo e extrair diferentes informações sobre os processos evolutivos associados a ele.

O foco, em sua fala, foi a forma e a diversidade de formas que são observadas na natureza. “Nós podemos olhar para a forma com diferentes lentes”, ela contou, “e uma dessas lentes é a da ecomorfologia”. É com essa lente que podemos investigar como a variação dentro de uma população pode conferir certa “vantagem” a um indivíduo em relação a outro de uma mesma espécie, no que concerne diferentes pressões seletivas.

Em um dos exemplos trazidos pela docente, quando três zebras (indivíduos de uma população) fogem de um leão (predador, pressão seletiva), uma delas pode ter as patas um pouquinho maiores (variação na forma dentro de uma população), o que lhe permite correr um pouquinho mais que as outras duas. Essa zebra, portanto, mais veloz, tem mais chances de sobreviver do que as outras.

Outra lente, é a da eco-evo-devo, um campo mais recente da ciência que olha para o meio como um indutor de variação. Um dos exemplos trazidos por Tiana diz respeito a duas plantas de uma mesma espécie, uma crescendo sob luz direta do sol, outra à sombra. Quando adultas, essas plantas terão características distintas, pois durante seu desenvolvimento foram submetidas a diferentes contextos ambientais.

Grande parte da fala de Tiana, porém, focou em uma terceira abordagem. Evolução do desenvolvimento (evo-devo), é um ramo da ciência que olha para o desenvolvimento dos organismos buscando entender como ocorreu a evolução da forma em determinada linhagem.

Até determinado momento do desenvolvimento embrionário, os animais vertebrados são muito semelhantes entre si. Para ilustrar isso, a pesquisadora mostrou uma série ontogenética, que acompanha a forma do embrião em diferentes fases do desenvolvimento, pedindo que os alunos identificassem que animal era aquele. Após algumas imagens, os alunos conseguiram identificar que aquilo era uma tartaruga. “O momento em que vocês falaram ‘aah, é uma tartaruga!’ ocorre em toda e qualquer plateia para quem eu apresento isso. Não importa se são alunos, biólogos recém formados, pesquisadores da área. Apenas em determinado momento do desenvolvimento embrionário é possível identificar a forma do animal”, ela conta.

O Evo-Devo é uma área do conhecimento que integra genética, evolução e desenvolvimento, para reconhecer as mudanças que explicam o surgimento de novas formas – mudanças que ocorrem durante o desenvolvimento do organismo – e, dessa forma, entender como diferentes formas evoluíram na natureza. Ou seja, uma lente diferente das lentes da ecomorfologia e da eco-evo-devo, mas que tem aspectos em comum com elas.

A aula, que foi bastante dinâmica e apresentada de forma cuidadosa, mostrando as complexidades do assunto, chamou a atenção dos 118 alunos que participaram do Adote naquela tarde. Com muitas figuras evidenciando a diversidade biológica e exemplos práticos, Tiana acessou conceitos básicos de evolução, fisiologia, morfologia, genética e ecologia, além de apresentar uma área do conhecimento bastante recente, até então desconhecida para quase todos os que assistiam.

Em determinado momento, ela mostrou gráficos, para ilustrar como os dados desses estudos podem ser reunidos e analisados. Em um dos gráficos, um estudo mostrando que animais serpentiformes (alongados e sem patas) se enterram mais rápido do que animais com lacertiformes (“forma de lagarto”), o que incitou a dúvida em um dos alunos.

Aluno:  Nesse gráfico que mostra a velocidade de enterramento… por exemplo, se a cobra é maior ela se enterra mais rápido, se a cobra é menor, ela se enterra mais devagar. Não seria ao contrário?

Tiana: É legal essa pergunta. Mas, nesse caso, o que está sendo comparado é a forma de serpente com a forma de lagarto. Se eu forçar um lagarto a se enterrar, e alguns fazem isso naturalmente, se eu comparo um lagarto sem pata (que é essa forma mais serpentiforme) com um lagarto com pata (lacertiforme), o sem pata se enterra muito mais rápido que a outra espécie. Então, nesse caso, nós estamos comparando formas bem diferentes… mas se estivéssemos comparando duas formas alongadas e sem patas, o seu raciocínio estaria correto!

Outra pergunta, ao fim da fala de Tiana, dizia respeito à evolução e à contribuição de Charles Darwin para o conhecimento que temos hoje sobre o assunto.

Aluno: Darwin, ele acreditava na teoria da evolução, então é como se ele fosse o pai dessa teoria?

Tiana: O Darwin sintetizou algumas ideias que estavam circulando naquela época. Ele é considerado o “pai da evolução” por ter trabalhado com várias ideias que já existiam, e, inclusive, contribuindo para eles, fazendo isso em um documento que é um ponto de partida, a partir do qual é possível trabalhar com a teoria evolutiva. Na época do Darwin, ocorreu a discussão entre acreditar ou não acreditar, mas hoje em dia não se consegue trabalhar na biologia sem esse olhar evolutivo. Não se trata mais da diversidade biológica, por exemplo, como algo fixo. Essa é uma grande mudança que temos. E o Darwin, por exemplo, sugeriu como essas mudanças na diversidade acontecem. Já está claro para todos que o mundo hoje não corresponde ao mundo de milhões de anos atrás. Não só em termos de planeta, mas em termos de seus habitantes. E todas essas transformações das formas, surgimento de novas espécies, extinção de outras, todas essas mudanças – até a época do Darwin se tinha uma ideia de que aconteciam, mas foi com o Darwin que foram propostos os mecanismos de mudança (…). 

Uma outra dúvida trazida foi em relação ao múltiplo surgimento da forma serpentiforme em diversas linhagens de tetrápodes, um exemplo trazido pela docente e que é estudado em seu laboratório.

Aluno: Em alguns grupos de animais, os serpentiformes evoluíram mais do que em outros grupos. Por que?

Tiana: Essa forma, na verdade, evoluiu mais vezes, e não é a com mais frequência. Apesar disso, são muitas evoluções. [Desenha uma árvore filogenética na lousa]. Na Biologia, temos uma ferramenta que eu não sei se vocês já conhecem, que é uma filogenia. Essa é uma figura que representa a história evolutiva de vários grupos – por exemplo, eu posso dizer quais grupos são mais próximos entre si. Se eu olho para a filogenia dos lagartos, eu noto que a forma serpentiforme surgiu várias vezes, e não necessariamente próximas entre si, mas em diferentes momentos e de diferentes ancestrais. E as múltiplas origens dessa forma é algo que chama atenção. Em número absoluto, nós não temos mais espécies serpentiformes do que lacertiformes. Mas em termos de surgimento, foram múltiplas origens (…).

O primeiro encontro do semestre, na tarde do dia 3 de março, trouxe uma palestra rica e que acessou diferentes áreas da biologia, trabalhando o eixo integrados das ciências naturais, a evolução. Um encontro que foi ministrado ilustrando a diversidade da vida e a complexidade de se estudar biologia, e que irá ecoar em muitas palestras que ainda estão por vir no programa Adote um Cientista.

Leia mais sobre o tema na seção Ciência em Foco!

escrito por Vinicius Anelli

revisado por Marisa Barbieri