Esta notável descoberta, publicada em Setembro passado na prestigiada revista Naturezadesafia as teorias tradicionais sobre a evolução dos membros em vertebrados. Denis Duboule e a sua equipa da Universidade de Genebra, em colaboração com investigadores de Harvard e EPFL, identificaram um mecanismo genético incrível que liga diretamente a formação dos nossos dedos à dos dedos. fossa pré-histórico.
Reciclagem genética em ação na evolução
A evolução raramente procede através de uma criação completamente nova. Ela prefere transformar e reutilizar ferramentas genéticas existentes para construir novas estruturas. Essa estratégia, chamada de cooptação pelos biólogos, explica como certas características complexas podem surgir sem começar do zero.
Genes Hoxd, reais arquitetos do desenvolvimento embrionário ilustram perfeitamente este princípio. Estas sequências de DNA orquestram a formação de diferentes partes do corpo com notável precisão. Entre os mamíferos Hoje, eles direcionam notavelmente o crescimento dos dedos, mas suas funções originais eram bem diferentes.
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A região reguladora 5DOM atua como condutor genético, controlando a expressão de múltiplos genes simultaneamente. Esta zona de controle, hoje essencial para a formação das nossas extremidades, serviu inicialmente para desenvolver uma estrutura muito diferente nos nossos ancestrais aquáticos.
Do orifício ancestral do peixe à mão humana, a evolução recicla os seus constrangimentos com genialidade. © Sanjagrujic, iStock
Embriões revelam conexões surpreendentes
O uso de marcadores fluorescentes em embriões de camundongos e peixe zebra nos permitiu observar um fenômeno surpreendente. Nos mamíferos, esses marcadores acendem nas áreas de formação dos dedos. Nos peixes, revelam intensa atividade ao nível da cloaca, orifício único que serve tanto para excreção como para reprodução.
Experimentos utilizando a tecnologia CRISPR confirmaram essa relação. A exclusão de sequências regulatórias direcionadas produz efeitos previsíveis:
- Em ratos: desenvolvimento anormal dos dedos.
- No peixe-zebra: malformação da fossa.
- Em ambos os casos: perturbação dos mesmos mecanismos genéticos.
Esta correlação mostra que os reguladores genéticos responsáveis pela formação digital já existiam muito antes do aparecimento dos membros terrestres. Sua função principal estava nas extremidades posteriores do trato digestivo, revelando uma conexão evolutiva inesperada entre essas estruturas aparentemente não relacionadas.
Quando as extremidades mudam de função
O conceito de partes terminais do corpo esclarece esta transformação evolutiva. Os dedos e a cloaca compartilham a característica comum de serem extremidades anatômicas, o que explica sua origem genética comum. O cenário regulatório que antes controlava a formação da cloaca mudou gradualmente para o controle dos membros.
Esta reutilização genética não é um caso isolado. Os órgãos genitais, por exemplo, também utilizam reguladores Hox semelhantes. A evolução revela assim a sua notável capacidade de transformar antigos programas genéticos para criar novas funções adaptativas.
O genoma funciona como uma imensa caixa de ferramentas evolucionária onde cada elemento pode potencialmente mudar a sua utilização. Esta flexibilidade permite que as restrições evolutivas se tornem oportunidades criativas, dando origem a estruturas tão sofisticadas como a mão humana a partir de programas inicialmente destinados a funções mais primitivas.
Estas obras ilustram lindamente como a evolução transforma o antigo para criar o novo, revelando as conexões insuspeitadas que unem todas as formas de vida.