Evolução: o “estrangulamento” do DNA nas espécies

Quem teria suspeitado que um teste genético portátil utilizado para revelar barras de sushi feitas com tilápia em vez que com atum poderia fornecer informações úteis sobre a evolução, incluindo como surgem novas espécies?

E quem teria pensado em filtrar cinco milhões de fotografias genéticas, chamadas “códigos de barras do ADN”, recolhidas entre 100.000 espécies animais por centenas de investigadores em todo o mundo e depositadas na base de dados GenBank, gerida pelo governo dos Estados Unidos?

Mark Stoeckle da Universidade Rockefeller em New York e David Thaler da Universidade de Basileia na Suíça publicaram os resultados de um estudo que desafia várias ideias estabelecidas sobre como a funciona a evolução. Nos livros de biologia, por exemplo, diz-se que espécies com populações grandes e distantes (formigas, ratos, humanos…) tornam-se cada vez mais distantes do ponto de vista genético ao longo do tempo. Mas será isso verdade?

“A resposta é não”, afirma Stoeckle, um dos dois autores do estudo publicado na revista Human Evolution. Para os 7.6 mil milhões de pessoas do planeta, os 500 milhões de pardais domésticos ou os 100.000 picadores de areia, a diversidade genética “é mais ou menos a mesma”. Talvez o resultado mais surpreendente do estudo seja que nove em cada 10 espécies na Terra de hoje, incluindo os seres humanos, apareceram há 100.000 a 200.000 anos atrás.

“Esta conclusão é muito surpreendente, e eu lutei arduamente contra ela”, disse Thaler. Uma reacção compreensível: como explicar o facto de 90 por cento da vida animal, em termos genéticos, ter aproximadamente a mesma idade? Não é assim que funciona a Teoria da Evolução.

Houve um evento catastrófico há 100.000/200.000 anos atrás, algo que quase dizimou tudo e reduziu o número das espécies? Chama-se isso bottleneck, uma estreita passagem que diminui sensivelmente a diversidade genética: poucos sobrevivem, então o DNA é menos variado. Para compreender a resposta, é preciso entender o código do DNA.

Os animais têm dois tipos de ADN. O que nos é mais familiar, o ADN nuclear, é transmitido na maioria dos animais por pais machos e fêmeas e contém o mapa genético de cada indivíduo. O genoma, composto de DNA, é construído a partir de quatro tipos de moléculas dispostas em pares. Nos seres humanos existem três mil milhões destes pares, agrupados em cerca de 20.000 genes.

Mas todos os animais também têm DNA nas suas mitocôndrias, que são as minúsculas estruturas dentro de cada célula que convertem a energia dos alimentos numa forma que as células podem utilizar. A mitocôndria contém 37 genes e um deles, conhecido como COXI, é utilizado para “ler” o DNA como se fosse um cógido de barras. Ao contrário dos genes do DNA nuclear, que podem diferir muito de espécie para espécie, todos os animais têm o mesmo conjunto de DNA mitocondrial, fornecendo uma base comum para comparação. Além disso, o DNA mitocondrial é muito mais fácil e mais barato de isolar.

Por volta de 2002, o biólogo molecular canadiano Paul Hebert, que cunhou a expressão barcoding do DNA (“Leitura do DNA”), encontrou uma forma de identificar espécies através da análise do gene COXI. Explica Thaler:

A sequência mitocondrial provou ser perfeita para esta abordagem para todos os animais porque tem o equilíbrio certo das duas propriedades contrastantes.

De facto, por um lado a sequência genética COXI é semelhante para todos os animais, facilitando selecção e comparação. Por outro lado, estes fragmentos mitocondriais são suficientemente diferentes para distinguir cada espécie.

Coincide quase perfeitamente com a designação das espécies feitas por peritos especializados em cada área animal.

Portanto, ler o gene COXI é um pouco como ler o código de barras que encontramos num supermercado: é rápido, é barato e permite identificar logo o artigo, neste caso a espécie animal.

Ao analisar os “códigos de barras” de 100.000 espécies, os investigadores encontraram um sinal revelador que mostra que quase todos os animais apareceram por volta da mesma altura que os humanos. O que foi observado foi a falta de variação nas chamadas mutações “neutras”, que são as ligeiras alterações no DNA ao longo das gerações, aquelas mutações que não ajudam nem prejudicam as hipóteses de sobrevivência de um indivíduo. Por outras palavras, são mutações irrelevantes em termos dos factores naturais e sexuais da evolução. Estas mutações são importante para estabelecer a idade duma espécie pois as mutações “neutras” são como os anéis de árvores: revelam a idade aproximada de uma espécie. É assim que foi descoberta que a idade de 90% das espécies (incluída a nossa) é mais ou menos a mesma.

O que nos leva de volta à pergunta principal: porque é que a grande maioria das espécies existentes hoje surgiu mais ou menos na mesma altura? Do ponto de vista da evolução natural isso não faz sentido: cada espécie deveria evoluir de forma independente, com o seu próprio ritmo.

Uma possibilidade é um desastre ambiental, explica Jesse Ausubel, director do Programa para o Ambiente Humano na Universidade Rockefeller:

Vírus, glaciações, novas espécies concorrentes… tudo isto pode causar períodos em que a população de uma espécie animal diminui dramaticamente. Nestes períodos, uma inovação genética é mais susceptível de varrer a população e contribuir para a emergência de uma nova espécie.

Mas o último verdadeiro evento de extinção em massa foi há 65.5 milhões de anos, quando um provável ataque de asteróides dizimou os dinossauros e metade de todas as espécies na Terra. Isso significa que um bottleneck populacional é apenas uma explicação parcial, na melhor das hipóteses.

Outro bottleneck poderia ser individuado na catástrofe de Toba, provocada pela erupção do supervulcâo do Lago Toba, na ilha de Sumatra. Segundo a teoria, o evento reduziu a população humana mundial a 10 mil ou talvez a meros mil casais, criando o tal “estrangulamento” na difusão e variação do DNA. A teoria foi proposta em 1998 por Stanley H. Ambrose da University of Illinois at Urbana e sucessivamente apoiada pelo geólogo Michael R. Rampino (Universidade de New York) e o vulcanólogo Stephen Self da Universidade dos Hawaii.

Todavia há dois problemas. O primeiro é a datação: a erupção de Toba teria ocorrido 70.000 anos atrás, portanto numa época mais recente. O segundo é um estudo de 2018 realizado por Chad Yost e os colegas no Lago Malawi e que não mostrou qualquer evidência de um inverno vulcânico: a consequência é que não houve qualquer efeito sobre os humanos africanos e, mais no geral,  não houve efeitos climáticos globais tão importantes.

E isso sem esquecer a ausência de espécies “intermédias”, algo que, após Darwin, continua a assombrar os evolucionistas modernos. Se há 100.000/200.000 anos surgiu 90% das espécies actuais, na mesma altura ou pouco antes deveria haver uma imensidão de espécies intermédias, posicionadas entre a velha espécie e a nova. Estas espécies intermédia deveria ser muito mais simples de encontrar do que, por exemplo, os dinossauros, os últimos dos quais viveram há 65 milhões de anos.

Como curiosidade final, podemos observar que o problema do bottleneck é resolvido de forma “simples” ao admitir a dupla criação presente na Bíblia e ao considerar que Adão e Eva não foram os primeiro humanos no planeta mas apenas os primeiros duma nova linhagem de sucesso.

Caim retirou-se da presença do Senhor, e foi habitar na região de Nod, ao oriente do Éden. Caim conheceu a sua mulher. Ela concebeu e deu à luz Henoc. E construiu uma cidade, à qual pôs o nome de seu filho Henoc. (Génesis 4, 17-18)

Mulher? Cidade? Mas ele e os pais não eram os únicos em todo o planeta?

 

Ipse dixit.

2 Replies to “Evolução: o “estrangulamento” do DNA nas espécies”

  1. Olá Max: 100 000/ 200 000 anos atrás… esta hipótese me impressionou.
    Homens e mulheres iguais a nós que não deixaram um mínimo de resquício da suas existências, nada a aprender dos nossos parentes distantes: como viviam, que fizeram, que pensaram…Nenhum fóssil, nenhuma pedra com usos desconhecidos, sinais quaisquer. Simplesmente sumiram seja lá como fosse.
    Se a face da terra fosse destruída totalmente, seja lá como fosse, para a próxima humanidade, passasse o tempo que passasse, restariam sinais subterrâneos, e até na lua se encontraria resquícios, que quando descobertos pela próxima humanidade levaria a muitos risos: uma caixa com bobagens e um pedaço de nylon listrado com estrelas mal dispostas, marcando o lugar das relíquias humanas cujos donos teriam desaparecido lá pelo ano 2300 no calendário gregoriano. Já num calendário perfeito das i3 luas separando os meses de 28 dias e obedecendo os ciclos terrenos de então, sei lá que número seria representado.
    Será que nossos velhos de 100 000 mil anos atrás não foram na lua, em marte, até mais longe?
    Se os cientistas podem reorganizar todos os meus parcos conhecimentos de genética em um artigo, eu também tenho o direito de imaginar, ora pois.

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