tag:blogger.com,1999:blog-22651630484794455532024-02-07T14:38:20.391-08:00PDPD - Evolução de MetazoaCharles Morphy D. Santoshttp://www.blogger.com/profile/18227877120350408172noreply@blogger.comBlogger17125tag:blogger.com,1999:blog-2265163048479445553.post-2233271427609991852010-07-27T15:12:00.000-07:002010-07-27T15:40:27.268-07:00Sobre dados moleculares à luz da comparação entre análise particionada e de evidência total<span style="float: left; padding: 5px;"><a href="http://www.researchblogging.org"><img alt="ResearchBlogging.org" src="http://www.researchblogging.org/public/citation_icons/rb2_large_gray.png" style="border:0;"/></a></span><p class="MsoNormal" style="text-align:justify;line-height:150%">por Leandro Pereira Tosta</p> <p class="MsoNormal" style="text-align:justify;line-height:150%"><span style="mso-ansi-language:EN-US">email: leandropereiratosta@gmail.com</span></p> <p class="MsoNormal" style="text-align:justify;line-height:150%"><span lang="PT-BR"><span style="mso-tab-count:1"></span><span class="Apple-tab-span" style="white-space:pre"> </span>Atualmente, as fontes de evidências disponíveis para se estabelecer hipóteses sobre a organização hierárquica entre os seres vivos são bastante diversificadas. Podem-se utilizar parâmetros morfológicos e moleculares que, quando bem aplicados, à luz de uma metodologia consistente, pode gerar bons resultados em termos de classificações filogenéticas. Na construção de árvores filogenéticas consistentes deve-se primar, inicialmente, por caracteres que promovam agrupamentos entre os táxons – no caso do presente trabalho, por dados moleculares, que constituirão uma matriz de dados (base na construção das árvores).</span></p> <p class="MsoNormal" style="text-align:justify;line-height:150%"><span lang="PT-BR"><span style="mso-tab-count:1"></span><span class="Apple-tab-span" style="white-space:pre"> </span>Tendo em vista dados de recentes dos trabalhos sobre filogenia de Arthropoda (</span><span lang="PT-BR" style="mso-bidi-language:#00FF">Cunningham et al., 2010</span><span lang="PT-BR">), para melhor compreensão das hipóteses, faremos uma análise dos resultados moleculares na forma particionada, para cada um dos marcadores que foram usados no trabalho original supracitado, e na forma simultânea, utilizando todos os resultados para a obtenção de uma hipótese única, a fim de se criar um modelo filogenético sólido.</span></p> <p class="MsoNormal" style="text-align:justify;text-indent:36.0pt;line-height: 150%"><span lang="PT-BR">Quando se deseja apresentar “quão válida” é uma hipótese, deve-se considerar uma visão racional sobre ela. Caso não haja um sentido racional, o pesquisador pode incorrer em uma opinião, no mínino, tendenciosa. O “sentido racional” pode ser estabelecido por meio de uma “lógica indutivista” caso haja à disposição “elementos confiáveis” e pertinentes à defesa da hipótese (entende-se “elementos confiáveis” como sendo dados empiricamente satisfatórios). </span></p> <p class="MsoNormal" style="text-align:justify;line-height:150%"><span lang="PT-BR"><span style="mso-tab-count:1"></span><span class="Apple-tab-span" style="white-space:pre"> </span>Popper já discutia os problemas da teoria do inducionismo para o falseamento de hipóteses (Popper defendia o deducionismo como método científico).Para exemplificar o caso, usemos o exemplo hipotético de um trabalho com aves. O pesquisador de campo verifica a presença de 10 patos dentre as aves observadas. Todos os patos apresentam coloração marrom. O pesquisador considera que todos os patos da região pesquisada são marrons. Na realidade, nada impede que outras aves que habitam a região, em outras épocas do ano, tenham coloração diferente. O simples fato da observação restringir-se a patos marrons não significa que todos os patos existentes sejam dessa cor! Isso faz com que nosso pesquisador apresente um resultado “viciado”. À luz dos dados filogenéticos, nosso caso pode ser apresentado da seguinte forma: têm-se uma amostra definida de nucleotídeos de uma determinada região do DNA de diversos grupos de animais. Se partirmos desse determinado conjunto de dados e usarmos tais resultados para inferência de filogenias entre as espécies pode haver, devido a uma série de alterações mutacionais, um “vício” da solução que se almeja apresentar – em suma, a solução sugerida pelo conjunto de dados amostrado não necessariamente reflete a realidade do processo evolutivo. A interpretação pode ser uma “indução” e, assim, no falseamento da hipótese, pode-se verificar, por exemplo, a não congruência em relação às filogenias já apresentadas por meio de análises morfológicas. </span></p> <p class="MsoNormal" style="text-align:justify;line-height:150%"><span lang="PT-BR"><span style="mso-tab-count:1"> </span></span></p> <p class="MsoNormal" style="text-align:justify;line-height:150%"><b style="mso-bidi-font-weight:normal"><span lang="PT-BR">Evidência Total <o:p></o:p></span></b></p> <p class="MsoNormal" style="text-align:justify;line-height:150%"><span lang="PT-BR"><span style="mso-tab-count:1"></span><span class="Apple-tab-span" style="white-space:pre"> </span>Pode-se interpretar os dados filogenéticos como “protagonistas” da evolução. Em linhas gerais, ao se alterar o meio, selecionam-se geneticamente os organismos mais bem adaptados. Para serem repassadas tais informações genéticas, os organismos devem possuir sutis diferenciações a nível genético. E são as diferenças em nível molecular, em diversificadas regiões do material genético, as responsáveis por induzir “anomalias” nas interpretações filogenéticas com dados moleculares quando são comparados táxons próximos. Interpretar de forma equivocada os dados moleculares pode induzir o pesquisador a considerar “uma parcela dos dados como a imagem do todo”, ou seja, interpretar singularmente as regiões do material genético com fatores que levam à “verdade” pode levar a erros de interpretação da evolução dos grupos sob escrutínio. </span></p> <p class="MsoNormal" style="text-align:justify;line-height:150%"><span lang="PT-BR"><span style="mso-tab-count:1"></span><span class="Apple-tab-span" style="white-space:pre"> </span>Dessa forma, para podermos assumir evidências com maior grau de confiabilidade para interpretação dos dados moleculares na montagem de filogenias, deve-se utilizar das observações conjuntas na forma conhecida como “evidência total”, i.e., simultânea, que traga uma compilação dos resultados particionados em uma mesma matriz. Logo, avalia-se que praticar a análise individual dos dados pode transmitir informações não condizentes com o real.</span></p> <p class="MsoNormal" style="text-align:justify;line-height:150%"><span lang="PT-BR"><span style="mso-tab-count:1"></span><span class="Apple-tab-span" style="white-space:pre"> </span>Considerando a importância da evidência total, devemos considerar, também, duas importantes visões que implicadas no problema, uma sobre parcimônia e outra sobre os debates entre argumentos favoráveis, de um lado, à análises simultâneas e, de outro, à análises com dados particionados.</span></p> <p class="MsoNormal" style="text-align:justify;line-height:150%"><b style="mso-bidi-font-weight:normal"><span lang="PT-BR"><o:p> </o:p></span></b></p> <p class="MsoNormal" style="text-align:justify;line-height:150%"><b style="mso-bidi-font-weight:normal"><span lang="PT-BR">Sobre parcimônia, análise simultânea e particionada<o:p></o:p></span></b></p> <p class="MsoNormal" style="text-align:justify;line-height:150%"><span lang="PT-BR"><span style="mso-tab-count:1"></span><span class="Apple-tab-span" style="white-space:pre"> </span>Uma das vertentes que defendem a aplicação de “evidência total” é o da análise filogenética com base no critério da parcimônia. Todas as evidências são utilizadas para resolução da hipótese porque, com um maior número de dados, é mais possível que a hipótese mais parcimoniosa, em potencial, e que se revele a partir da análise das evidências, tenha maior poder explicativo (“poder explanatório máximo”).</span></p> <p class="MsoNormal" style="text-align:justify;line-height:150%"><span lang="PT-BR"><span style="mso-tab-count:1"></span><span class="Apple-tab-span" style="white-space:pre"> </span>Para exemplificar a idéia, retomemos aos patos do exemplo citado anteriormente. Suponha que o mesmo pesquisador, tendo em vista o problema de “vício” do conjunto de patos observados, tenha retomado seus trabalhos de campo. Na nova observação, sob um intervalo maior de pesquisa, considerando as rotas de migração e outros fatores que ele julgar importantes, o pesquisador tenha observado maior diversidade de espécies. Dentre a nova amostra coletada, havia patos pretos, brancos, marrons, e, dentre estes, um com plumagem verde e negra. Como método, nosso pesquisador descreveu todos os patos observados. O pesquisador, separadamente, considerou cada organismo como parte do ecossistema da região. A análise pode ser falseada se, por um motivo externo, descobrir-se que o pato com plumagem verde e negra não pertence ao hábitat local, (ele pode ter se perdido do resto da sua família). Com o método da análise de parcimônia, devem-se contabilizar todos os patos, mas nem todos servem para descrever a comunidade de patos da região observada (deve-se desconsiderar, no caso, a presença do pato incomum ao restante do grupo).</span></p> <p class="MsoNormal" style="text-align:justify;line-height:150%"><span lang="PT-BR"><span style="mso-tab-count:1"></span><span class="Apple-tab-span" style="white-space:pre"> </span>No caso das análises filogenéticas de parcimônia usando dados moleculares, devem-se interpretar os dados com um todo, porém, faz-se necessário a visão de uma “gama” maior de dados e interpretação na forma de grupo. Assim, desconsiderar-se-á dados que venham a possuir informação não representante de “um todo”. A análise simultânea é uma ferramenta bastante útil se considerarmos os dados como um todo. Mas, via de regra, deve-se ponderar quando é possível analisar e desenvolver a hipótese a partir de modelos com máxima parcimônia. O uso de análises particionadas, i.e., com vários conjuntos de dados sendo analisados separadamente, servem de evidências preliminares para posterior organização da análise dos dados <st1:personname productid="em conjunto. Assim" st="on">em conjunto. Assim</st1:personname>, c</span>om intuito de relacionar as análises antes particionadas, é criado um “super matriz” e a análise final é feita sob a óptica da evidência total.</p> <p class="MsoNormal" style="text-align:justify;line-height:150%"><span lang="PT-BR"><o:p> </o:p></span></p> <p class="MsoNormal" style="text-align:justify;line-height:150%"><b style="mso-bidi-font-weight:normal"><span lang="PT-BR">Afinal...<o:p></o:p></span></b></p> <p class="MsoNormal" style="text-align:justify;line-height:150%"><span lang="PT-BR"><span style="mso-tab-count:1"></span><span class="Apple-tab-span" style="white-space:pre"> </span>Não se devem considerar as análises particionadas como sendo fatores últimos de evidência para uma hipótese, caso haja qualquer probabilidade da hipótese obtida ser mais frágil do que aquela derivada de uma análise com evidência total. Essa fragilidade pode ser registrada quando a hipótese não assume máxima parcimônia ou quando não pode assumir registro empírico. Uma possível solução para conjuntos de dados muito grandes é a utilização de modelos combinados: (1) filogenias prévias com os vários marcadores sendo analisados separadamente e de forma paralela, que podem ser comparadas com filogenias provenientes de outros conjuntos de dados (como morfológicos, comportamentais, ecológicos, etc). Elas podem servir para analisar o potencial de resolução das relações filogenéticas de determinados dados; e (2) análises de evidência total, para a obtenção de filogenias robustas e melhor resolvidas em todos (ou pelo menos na maior parte) dos nós da árvore.</span></p> <p class="MsoNormal" style="text-align:justify"><span lang="PT-BR"><o:p> </o:p></span></p> <p class="MsoNormal" style="text-align:justify"><span lang="PT-BR"><o:p> </o:p></span></p> <p class="MsoNormal" style="text-align:justify"><b style="mso-bidi-font-weight: normal"><span style="mso-ansi-language:EN-US">Referências<o:p></o:p></span></b></p> <p class="MsoNormal" style="text-align:justify"><span style="mso-ansi-language: EN-US"><o:p> </o:p></span></p> <p class="MsoNormal" style="text-align:justify"><span style="mso-ansi-language: EN-US">FITZHUGH, K, The ‘requirement of total evidence’ and its role in phylogenetic systematics. <i style="mso-bidi-font-style:normal">Biology and Philosophy</i>, Springer Press, <st1:place st="on"><st1:city st="on">Los <span style="mso-tab-count:1"> </span>Angeles</st1:city></st1:place>, 2006.</span></p> <p class="MsoNormal" style="text-align:justify"><span style="mso-ansi-language: EN-US">NEY, M. e KUMAR, S. Molecular evolution and phylogenetics. <st1:placename st="on">Oxford</st1:placename> <st1:placetype st="on">University</st1:placetype> Press, <st1:state st="on"><st1:place st="on">New York</st1:place></st1:state>, 2000.</span></p><p></p><p></p><span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&rft.jtitle=Nature&rft_id=info%3Apmid%2F20147900&rfr_id=info%3Asid%2Fresearchblogging.org&rft.atitle=Arthropod+relationships+revealed+by+phylogenomic+analysis+of+nuclear+protein-coding+sequences.&rft.issn=0028-0836&rft.date=2010&rft.volume=463&rft.issue=7284&rft.spage=1079&rft.epage=83&rft.artnum=&rft.au=Regier+JC&rft.au=Shultz+JW&rft.au=Zwick+A&rft.au=Hussey+A&rft.au=Ball+B&rft.au=Wetzer+R&rft.au=Martin+JW&rft.au=Cunningham+CW&rfe_dat=bpr3.included=1;bpr3.tags=Biology">Regier JC, Shultz JW, Zwick A, Hussey A, Ball B, Wetzer R, Martin JW, & Cunningham CW (2010). Arthropod relationships revealed by phylogenomic analysis of nuclear protein-coding sequences. <span style="font-style: italic;">Nature, 463</span> (7284), 1079-83 PMID: <a rev="review" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20147900">20147900</a></span>Leandro Pereira Tostahttp://www.blogger.com/profile/10322558264195189917noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-2265163048479445553.post-26474664595832630142010-06-02T08:20:00.000-07:002010-06-02T09:14:32.541-07:00Evo-devo: sobre genes homeóticos e "kit de ferramentas"<span style="PADDING-BOTTOM: 5px; PADDING-LEFT: 5px; PADDING-RIGHT: 5px; FLOAT: left; PADDING-TOP: 5pxfont-family:arial;font-size:100%;" ><a href="http://www.researchblogging.org/"><img style="BORDER-BOTTOM: 0px; BORDER-LEFT: 0px; BORDER-TOP: 0px; BORDER-RIGHT: 0px" alt="ResearchBlogging.org" src="http://www.researchblogging.org/public/citation_icons/rb2_large_gray.png" /></a></span><span style="font-family:arial;">Anna Carolina Russo C. Martin<br /></span><a href="mailto:anna.russocm@gmail.com"><span style="font-family:arial;">anna.russocm@gmail.com</span></a><span style="font-family:arial;"><br /></span><div><br /><p align="justify"><span style="font-family:arial;">A morfologia orientou durante um bom tempo os trabalhos de reconstrução das relações de parentesco entre as espécies a partir do reconhecimento de suas semelhanças. Neste interim, acreditava-se que quanto maior fosse a semelhança morfológica entre dois táxons terminais, maior seria a semelhança genética entre eles, e vice e versa. Porém, como podemos ver em ensaios anteriores, podem existir semelhanças genéticas entre espécies muito distintas morfologicamente. Isso porque existem alguns genes compartilhados por vários grupos – não proximamente aparentados segundo as filogenias – que são responsáveis por ativar partes do DNA que irão diferenciar partes do corpo desses animais, portanto uma espécie pode conter um gene que está desativado e desta forma não é expresso nela, mas em uma outra espécie ele está ativado. Isso as deixa morfologicamente diferentes.<br /></span></p><p align="justify"><span style="font-family:arial;">Se olharmos as diferenciações que ocorrem desde o estágio de zigoto, podemos observar que de uma única célula é originado um conjunto de sistemas extremamente complexo, através de processos de especializações das células de acordo com a função que ela desempenhará no indivíduo adulto, sendo esta determinada através de ativações nos genes que farão com que haja a produção seletiva de proteínas.<br /></span></p><p align="justify"><span style="font-family:arial;">As informações necessárias para entender como acontece esse mecanismo detalhadamente foram obtidas em um primeiro momento através de estudos em bactérias Escherichia coli (que possui apenas um par de cromossomos), e deram um importante embasamento nas análises do desenvolvimento e da evolução de tanto desse organismo quanto de drosófilas e até mesmo vertebrados. Um exemplo são os dados provenientes de um experimento realizado pelos cientistas François Jacob e Jacques Monod (ver Carroll, 2006, p. 61–62). A E. coli degrada principalmente glicose como fonte de energia, porém, na ausência de glicose e presença de lactose (um outro carboidrato), a bactéria libera a enzima beta-galactosidade, que quebra a lactose em glicose e galactose, que podem ser absorvidas pela bactéria. Os dois cientistas, juntamente com André Lwoff, ao pesquisarem qual mecanismo faz com que a E. coli, na ausência de glicose, começa a produzir altas quantidades de beta-galactosidade, descobriram que a indução enzimatica acontece da seguinte forma: quando não há lactose no meio, um interruptor, que seria uma proteína repressora, reconhece uma sequência gênica que se localiza próxima do gene que traduz a beta-galactosidade e liga-se a essa sequência inativando o gene. Porém, quando há lactose no meio, essa proteína inibidora solta-se da sequência de DNA deixando o gene de beta-galactosidade ativo, pronto para ser transcrito (Figura 1).</span></p><span style="font-family:arial;"><img style="TEXT-ALIGN: center; MARGIN: 0px auto 10px; WIDTH: 320px; DISPLAY: block; HEIGHT: 254px; CURSOR: hand" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5478203097147456578" border="0" alt="" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhafTkgdvcb3P_8k6bJ5mg8-5TZuO0ljOMfw96nUyThDUt8xfD1UObic0Gd0yWVTcrXseZEqnzxY4Fhb3ypu4zuHqF9QwEPWelmH3eXr4KTTr4Xh-MUZis1TF9YRzQyrCRpqr4LdQPgVwk/s320/Figura+Anna+cortada.JPG" /></span> <p align="justify"><span style="font-family:arial;">Figura 1. Esquematização do mecanismo de produção de beta-galactose em E. coli.</span></p><p align="justify"><span style="font-family:arial;">O uso controlado do gene através de uma proteína repressora e o fato dela reconhecer no DNA uma sequência específica próxima ao gene de trancrição são dois apectos da lógica genética que veremos se repetir inúmeras vezes. Esse processo é chamado de regulação gênica.<br /></span></p><p align="justify"><span style="font-family:arial;">Uma vez entendido o funcionamento da regulação gênica, podemos passar para o próximo passo que é o descobrimento dos genes mestres, que se repetem nas diferentes espécies de animais (como citado por Carroll (2006), "da E. coli aos elefantes"), e que codificam estruturas importantes como olhos, apêndices e o próprio coração.<br /></span></p><p align="justify"><span style="font-family:arial;">A descoberta destes genes começou com estudos em drosófilas no laboratório de Walter Gehring, na Universidade da Basiléia (Suíça), em que foi isolado o gene eyeless que, quando mutado, é responsável pela perda dos olhos em moscas. Gehring e sua equipe descobriram que o eyeless corresponde ao gene Aniridia, presente nos seres humanos, e ao small eye, nos camundosgos. A partir daí, concluiu-se que a maquinaria genética que expressa os olhos não surgiu 40 vezes de forma independente durante a evolução animal, como se pensava, mas apenas uma vez sendo acionado várias vezes nas diferentes espécies. Esse complexo gênico ficou conhecido como Pax 6. Depois dele, muitos outros genes homeóticos foram descobertos, tal como o Distal less, responsável pela formação de apêndices (ou de qualquer coisa que se projete para fora do corpo de um animal), e o gene Tinman, responsável pelo aparecimento de bombas circulatórias como o coração.<br /></span></p><p align="justify"><span style="font-family:arial;">Os genes mestres, assim chamados por Carroll (2006), sozinhos ainda não são capazes de conseguir organizar e "construir" um animal, afinal apesar deles serem responsáveis por grande parte das estruturas vitais nos animais, não são responsáveis por sua organização. Ainda no laboratório de Gehring, foi descoberto através de estudos na drosófila que, para cada um dos genes mestres existe um homeobox (ou gene hox) responsável pelo local de surgimento da estrutura expressa. Por exemplo, o gene Tinman possui um homeobox que sinalizará o local de surgimento do coração em um camundongo, por exemplo. Além disso, foi descoberto que a disposição desses homeobox no DNA corresponde ao local de aparecimento dessas estruturas no corpo do animal adulto (Figura 2).</span></p><span style="font-family:arial;"><img style="TEXT-ALIGN: center; MARGIN: 0px auto 10px; WIDTH: 310px; DISPLAY: block; HEIGHT: 372px; CURSOR: hand" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5478201499056638626" border="0" alt="" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhfR1BKUIdMUkfeUH9wC7tXPGE2erb2lDBXluVC5-yNYt_27EmFBr6nW5HqD7FqOL3CpeGycW8qxt1vz_BXHrbmJHw_hgNOTwI3vRIy47Wekj0TDOXzZWy17YEgLnH46OQrJX-v2WEke5s/s320/Figura+2+-+Genes+hox.png" /></span> <p align="justify"><span style="font-family:arial;">Figura 2. Representação dos genes Hox em drosófila com seu posicionamento no DNA e seus respectivos locais de expressão.<br /></span></p><p align="justify"><span style="font-family:arial;">Desta forma, podemos dizer que cada animal possui um "Kit de ferramentas" que, quando unidos, são capazes de construir um animal. Não importa seu tamanho nem sua complexidade, todos animais são definidos a partir de um pool gênico compartilhado, com pequenas alterações, cuja expressão diferencia-se por sua ativação ou desativação em determinadas espécies, e por pequenas mutações que podem ocorrer durante a história evolutiva. </span><br /></p><p align="justify"><span style="font-family:arial;">Bibliografia:<br /></span></p><p align="justify"><span style="font-family:arial;">Carroll, S.B. 2006. Infinitas Formas de Grande Beleza: Como a evolução forjou a grande quantidade de criaturas que habitam nosso planeta. 1ª. ed. Rio de Janeiro: Jorge Zahar Editor, 09 –81.<br /><br /><span class="Z3988" title="ctx_ver=" rft_val_fmt="info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&rft.jtitle=" rft_id="info%3Adoi%2F10.1146%2Fannurev.ge.20.120186.001051&rfr_id=" atitle="Homeotic+Genes+and+the+Homeobox&rft.issn=" date="1986&rft.volume=" issue="1&rft.spage=" epage="173&rft.artnum=" au="Gehring%2C+W.&rft.au=" rfe_dat="bpr3.included=" tags="Biology">Gehring, W., & Hiromi, Y. (1986). Homeotic Genes and the Homeobox <span style="FONT-STYLE: italic">Annual Review of Genetics, 20</span> (1), 147-173 DOI: <a href="http://dx.doi.org/10.1146/annurev.ge.20.120186.001051" rev="review">10.1146/annurev.ge.20.120186.001051</a></span><br /><br /><span class="Z3988" title="ctx_ver=" atitle="The+genetic+control+of+eye+development+and+its+implications+for+the+evolution+of+the+various+eye-types&rft.issn=" rft_val_fmt="info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&rft.jtitle=" included="1;bpr3.tags=" au="GEHRING%2C+W.&rfe_dat=" epage="183&rft.artnum=" issue="3-4&rft.spage=" date="2001&rft.volume=" rft_id="info%3Adoi%2F10.1078%2F0944-2006-00022&rfr_id=">GEHRING, W. (2001). The genetic control of eye development and its implications for the evolution of the various eye-types <span style="FONT-STYLE: italic">Zoology, 104</span> (3-4), 171-183 DOI: <a href="http://dx.doi.org/10.1078/0944-2006-00022" rev="review">10.1078/0944-2006-00022</a></span><br /><br /><span class="Z3988" title="ctx_ver=" atitle="The+Pax-6+homeobox+gene+is+expressed+throughout+the+corneal+and+conjunctival+epithelia.&rft.issn=" rft_val_fmt="info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&rft.jtitle=" included="1;bpr3.tags=" au="Sundin+OH&rfe_dat=" au="Koroma+BM&rft.au=" epage="20&rft.artnum=" issue="1&rft.spage=" date="1997&rft.volume=" rft_id="info%3Apmid%2F9008636&rfr_id=">Koroma BM, Yang JM, & Sundin OH (1997). The Pax-6 homeobox gene is expressed throughout the corneal and conjunctival epithelia. <span style="FONT-STYLE: italic">Investigative ophthalmology & visual science, 38</span> (1), 108-20 PMID: <a href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9008636" rev="review">9008636</a></span><br /><br /><span class="Z3988" title="ctx_ver=" tags="Biology" atitle="Homology+of+the+eyeless+gene+of+Drosophila+to+the+Small+eye+gene+in+mice+and+Aniridia+in+humans.&rft.issn=" rft_val_fmt="info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&rft.jtitle=" au="Quiring+R&rft.au=" rfe_dat="bpr3.included=" au="Kloter+U&rft.au=" epage="9&rft.artnum=" issue="5173&rft.spage=" date="1994&rft.volume=" rft_id="info%3Apmid%2F7914031&rfr_id=">Quiring R, Walldorf U, Kloter U, & Gehring WJ (1994). Homology of the eyeless gene of Drosophila to the Small eye gene in mice and Aniridia in humans. <span style="FONT-STYLE: italic">Science (New York, N.Y.), 265</span> (5173), 785-9 PMID: <a href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7914031" rev="review">7914031</a></span><br /><br /></span></p><p align="justify"><span style="font-family:arial;">Robert J. S. 2001. Interpreting the homeobox: methaphors of gene a.ction and activation in development and evolution. Evolution & Development 3:4 287-29<br /><br /><span class="Z3988" title="ctx_ver=" tags="Biology" atitle="Evolution+of+Antennapedia-class+homeobox+genes.&rft.issn=" rft_val_fmt="info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&rft.jtitle=" au="Zhang+J&rft.au=" rfe_dat="bpr3.included=" epage="303&rft.artnum=" issue="1&rft.spage=" date="1996&rft.volume=" rft_id="info%3Apmid%2F8770606&rfr_id=">Zhang J, & Nei M (1996). Evolution of Antennapedia-class homeobox genes. <span style="FONT-STYLE: italic">Genetics, 142</span> (1), 295-303 PMID: <a href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8770606" rev="review">8770606</a></span><br /><br /></span></p></div>Anna Carolina Russohttp://www.blogger.com/profile/11081840814666948411noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-2265163048479445553.post-54486074566148256532010-04-16T08:44:00.000-07:002010-04-16T10:49:41.622-07:00Como surgem os animais: alteração nas estruturas repetidas e variantes homeóticas<span style="float: left; padding: 5px;"><a href="http://www.researchblogging.org"><img alt="ResearchBlogging.org" src="http://www.researchblogging.org/public/citation_icons/rb2_large_gray.png" style="border:0;"/></a></span><div align="justify"><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;">Anna Carolina Russo C. Martin<br />anna.russocm@gmail.com<br /></span></div><div align="justify"><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;"><br /></span></div><div align="justify"><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;">Antes de estudarmos a fundo os genes responsáveis pelo desenvolvimento de um animal, precisamos compreender como se dá seu desenvolvimento morfológico para que, desta forma, possamos procurar em seu material genético os genes responsáveis por expressar aquelas determinadas variações morfológicas. Podemos começar, então, observando a morfologia externa de um animal.<br /><br />Uma formiga possui segmentos em seu corpo que podem ser descritos como partes semelhantes que se repetem ao longo de seu corpo. Seus segmentos seguem um mesmo padrão morfológico, porém se diferenciam em algumas partes dependendo de sua função, por exemplo, em um segmento temos a expressão de antenas e em outro a de apêndices locomotores (as chamadas pernas). Essas estruturas repetidas e de arquitetura modular (partes semelhantes) são muito encontradas entre os Metazoa, desde os primeiros registros fósseis dos organismos com simetria Bilateral. Um exemplo é a modularidade dos membros dos vertebrados com quatro patas, uma condição originada no ancestral comum dos tetrápodes.<br /><br />Qualquer estrutura originária de uma mesma série repetida que sofreu diversas modificações e diferenciações é conhecida como homologia serial. Como exemplo, em alguns achados fósseis são encontradas estruturas repetidas, como os dentes, que, ao longo da evolução, modificaram-se, sendo selecionado um padrão da maquinaria dentária específica para cada hábito alimentar (como a presença de caninos em animais carnívoros). Temos que tomar cuidado para não confundirmos homologia serial com homologia no sentido de estrutura que surge no ancestral comum e se modifica a partir dele, estando presente nos seus descendentes. O termo homologia ainda não tem um consenso em sua definição, porém sabe-se que ela é a base da biologia comparada. Uma definição breve sobre homologia seria que ela se refere à comparação entre dois caracteres presentes em dois táxons distintos que foram originados de um mesmo ancestral. Esse tipo de comparação facilita o entendimento da evolução e é base da análise filogenética.<br /><br />A observação das homologias seriais ao longo da evolução é muito importante para entendermos como se expressa a morfologia. Sabemos que a modularidade, simetria e polaridade são características básicas para a formação de um animal, portanto, uma vez conhecida as suas características morfológicas básicas, podemos procurar onde elas se originam e qual sua base de formação (que deve ser igual para todos, o DNA).<br /><br />Podemos começar entendendo alguns experimentos que foram feitos por biólogos que tentavam descobrir algumas regras de formação dos animais através de cortes e mesclas de partes diferentes do embrião em diferentes fases de formação.<br /><br />Um desses experimentos, em especial, foi o de Hans Spemann ver Carroll, páginas 45 e 46).</span> <img style="margin: 0pt 0pt 10px 10px; float: right; cursor: pointer; width: 320px; height: 245px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgbHEYprSq7__LYUI2PCtLB_FWqdTAgCDjV7hyphenhyphenlspM3YcdkOBaF8w61HueJjzsYCgJmgWPN-19OFv-eUpBwF0vgH18lCsDuCrdKJiSUusxKPzl5KrCi_68LVXPd6qGVr9m5oBwwZ17-SnM/s320/Salamandra.bmp" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5460763347278210130" border="0" /><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;"> Ele usou um fio de cabelo de bebê para separar as metades do embrião na fase de gástrula (quando aparece o primeiro orifício do embrião, o blastóporo) de uma salamandra. Essas metades geraram girinos de salamandras normais. Em um segundo experimento, ele cortou novamente o embrião em duas partes, mas desta vez enlaçando-o perpendicularmente, o que gerou um girino e uma massa amorfa de células. Spemann chegou a conclusão de que o lábio dorsal do blastóporo era muito importante para o desenvolvimento embrionário. Com essa conclusão ele realizou um terceiro experimento no qual retirou o lábio dorsal do blastóporo de um embrião e colocou em outro blastóporo de outro, o que gerou um girino de salamandra com duas cabeças. </span></div><p align="justify"><img style="margin: 0px auto 10px; display: block; text-align: center; cursor: pointer; width: 400px; height: 142px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhnBUIUSLOR1T5A-ZWInjrIBpGLhio1_czNMqWrTALonqLXuSVouN2IC0HuNMZea4XzYl-NGKKgIDk9ypqvhf7RoLC1gZnnE_32UeT8R9PKt7ixk2AGZbHGhjrtRH7S61F2IT5rSRfEGHY/s400/Bl%C3%A1stula.bmp" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5460762681821457394" border="0" /><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;">Bateson, um colecionador dessas anomalias, organizou, catalogou e descreveu inúmeros animais mutantes no tratado “Material for the study of variation”, de 1894. Ele classificou essas anormalidades em dois tipos básicos:<br /><br />1º Número de partes repetidas alterado;<br /><br />2º Uma parte do corpo assumira a parte de outra (originando as chamadas variantes homeóticas).<br /><br />Essas mutações da segunda classificação são muito curiosas por se tratarem de alterações em genes isolados. Isso não significa, porém, que um organismo que sofreu tal mutação necessariamente originará uma nova espécie, uma vez que a seleção natural poderá impedir a transmissão de seus caracteres pelo fato dos organismos modificados serem, geralmente, inaptos à vida. Porém, isso não significa que esse tipo de mutações não possa gerar novas morfologias em um único salto evolutivo.<br /><br />Com o estudo em drosófilas, descobriu-se que um pequeno número de genes homeóticos gera diferentes formas quando mutado. Isso indica que alguns poucos genes chamados de genes mestres “gerenciam” a diferenciação dessas partes do copo que são homólogas seriais, ou seja, originário de uma mesma série repetitiva que se diferenciou.<br /><br />Uma vez entendido o funcionamento do surgimento de novas estruturas, temos que nos aprofundar no funcionamento desses genes mestres. Para isso, é preciso uma maior compreensão do DNA e do funcionamento dos genes, partindo da compreensão de suas estruturas nos diferentes animais.<br /><br /></span> </p><p align="justify"><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;">Bibliografia:<br /></span></p><div align="justify"><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;">CARROLL, S.B. 2006. Infinitas Formas de Grande Beleza: Como a evolução forjou a grande quantidade de criaturas que habitam nosso planeta. 1ª. ed. Rio de Janeiro: Jorge Zahar Editor, 09 – 55 p.<br />SANTOS, C.M.D. 2008. Os dinossauros de Hennig: sobre a importância do monofiletismo para a sistemática biológica. Scientiae Studia, 6: 179-200.<br /><span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&rft.jtitle=Papeis+Avulsos+de+Zoologia&rft_id=info%3A%2F&rfr_id=info%3Asid%2Fresearchblogging.org&rft.atitle=Using+the+logical+basis+of+phylogenetic+as+the+framework+for+teaching+biology&rft.issn=0031-1047&rft.date=2008&rft.volume=48&rft.issue=18&rft.spage=199&rft.epage=211&rft.artnum=http%3A%2F%2Fwww.scielo.br%2Fscielo.php%3Fscript%3Dsci_issuetoc%26pid%3D0031-104920080018%26lng%3Den%26nrm%3Diso&rft.au=Santos%2C+C.M.D.&rft.au=Calor%2C+A.R.&rfe_dat=bpr3.included=1;bpr3.tags=Biology">Santos, C.M.D., & Calor, A.R. (2008). Using the logical basis of phylogenetic as the framework for teaching biology <span style="font-style: italic;">Papeis Avulsos de Zoologia, 48</span> (18), 199-211</span><br /><br /></span></div><div align="justify"><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;">Referências figuras:</span></div><div><span><span><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;">Richard C. Brusca, Gary J. Brusca, Invertebrates, 100<br />http://www.nature.com/nrm/journal/v7/n4/fig_tab/nrm1855_F1.html</span></span></span><br /></div>Anna Carolina Russohttp://www.blogger.com/profile/11081840814666948411noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-2265163048479445553.post-73510953378192429472010-03-12T05:15:00.001-08:002010-03-12T05:26:55.193-08:00Adentrando no mundo da filogenia por dados moleculares - II<span style="padding: 5px; float: left;"><a href="http://www.researchblogging.org/"><img alt="ResearchBlogging.org" src="http://www.researchblogging.org/public/citation_icons/rb2_large_gray.png" style="border: 0pt none ;" /></a></span><span style="font-family:arial;">por Leandro Pereira Tosta</span><br /><div style="text-align: justify;font-family:arial;"><span style="font-size:100%;">leandropereiratosta@gmail.com<br /><br />Mudanças evolutivas em nível molecular são r</span><span style="font-size:100%;">esponsáveis pela diversificação das espécies que habitam o globo. Isso tem acontecido desde o surgimento dos primeiros organismos, através da replicação das informações do genoma juntamente com mutações - erros na replicação - que vão se somando ao longo do tempo .<br /><br />É de praxe dizer que a análise do genoma de diversas espécies é ferramenta de importância fundamental como fonte de informações para a biologia moderna. Mas, o que é genoma? Em linhas gerais, o genoma de um organismo é o seu conjunto de informações genéticas, sejam elas codificantes ou não.<br /><br />As informações genéticas de um organismo pode</span><span style="font-size:100%;">m ser transmitidas via reprodução sexuada ou assexuada (informações essas presentes no núcleo da célula) ou ainda transmitidas por meio de cloroplastos e mitocôndrias. Tanto os genes das mitocôndrias como os dos cloroplastos somente codificam as proteínas participantes da manutenção de suas próprias funções e para a expressão (Calcagnotto, 2001).<br /><br />A evolução molecular investiga os mecanismos e consequências da evolução de macromoléculas em tópicos como as relações existentes entre as estruturas genéticas, protéicas e funcionais dos organismos (Heller et al., 2009). O alvo primeiro dos cientistas que estudam a evolução molecular dos organismos animais e vegetais é a mutação (variação nos parâmetros genéticos originais de um táxon considerado) ocorrida nos nucleotíde</span><span style="font-size:100%;">os. A mudança na sequência de nucleotídeos pode, por exemplo, originar mudança na configuração das trincas e assim na configuração do aminoácido.<br /><br />Uma preocupação que se tem ao iniciar os estudos consiste na escolha da base de dados. Ela é crucial já que árvores construídas para um mesmo grupo de organismos com base em conjuntos de dados diferentes podem resultar em filogeni</span><span style="font-size:100%;">as diferentes (Russo et al., 1996; Kelsey et al., 1999). Para dados moleculares, independentemente de que gene ou porção do DNA é utilizada, é possível prever as taxas de substituições, os números de substituições de duas sequências homólogas de ancestrais comuns e o tempo de divergência das linhagens, dado pala fórmula “r = K/2T”, onde “r” é a taxa de substituição de nucleotídeos, “K” o número de substituições moleculares por sítio entre duas sequências homólogas e “T” o tempo de divergê</span><span style="font-size:100%;">ncia (Li, 1997). Comparando-se a quantidade de substituições de nucleotídeos em algumas proteínas e o tempo de divergência de algumas espécies, no exame de táxons cada vez mais distantes, pode-se se montar uma escala cronológica e, dessa forma, inferir as idades de surgimento dos grupos biológicos durante a história evolutiva do planeta (Calcagnotto, 2001).<br /><br /><span style="font-weight: bold;">O alinhamento de sequências</span><br />Uma das principais vantagens de se trabalhar com sequências moleculares é que podemos escolher genes qu</span><span style="font-size:100%;">e apresentam variabilidade compatível com o problema genético em questão (Russo et al., 1996) o que depende das métodos empregados e de uma boa amostragem de alinhamentos dos sítios em análise. O objetivo do alinhamento é identificar a homologia entre a posição (sítio) de cada base (ou aminoácido) que esteja sendo comparado entre duas ou mais sequências (Russo, 2001).<br /><br />Após serem escolhidas as bases de comparação dos organismos que serão analisados, sejam elas DNA ou aminoácidos que não apresente</span><span style="font-size:100%;">m mais de 20% ou 30% de diferença entre pares de sequência de nucleotídeos, inicia-se o processo de análise. Nesse sentido, caso o gene seja muito variável ou muito conservado, outro gene deve ser procurado (Russo et al., 1996)<br /><br />Uma técnica relativamente simples é o “alinhamento de sequências”. O número mínimo amostral de organismos para inferir algum tipo de parentesco evolutivo é três, pois a relação colateral é interpretada como “A está mais próximo de B e</span><span style="font-size:100%;">m relação a C”, i.e., A é grupo-irmão de B pois carrega um ancestral exclusivo não compartilhado com C. Para exemplificar o exposto, analisemos a figura a seguir:<br /><br />Para o alinhamento de seqüências, após escolhidos os táxons e as regiões de DNA que serão analisados, procede-se com a comparação do locos gênico de proteínas homólogas dos organismos (homologias nas ciências biológicas inferem a existência de uma característica comum as pelo menos duas espécies que comp</span><span style="font-size:100%;">artilham um ancestral comum exclusivo). Nesta etapa, analisam-se as regiões que possuem maior similaridade. Tais regiões são base do trabalho de análise. Com as sequências estabelecidas, monta-se uma “matriz de similaridade” que tem por objetivo a soma e a diferença entre cada par de organismos (Heller et al., 2009). Para análise de sequências divergentes mais longas, faz-se uso de algoritmos computacionais de análise probabilística (Nei e Kumar, 2000) no alinhamento de sequências de aminoácidos e de nucleo</span><span style="font-size:100%;">tídeos (em softwares como ClustalW, ESEE, TreeAlign...).<br /><br />Para as sequências de DNA alinhadas na matriz de similaridade, pode-se contar o número de diferenças em posições de nucleotídeos homólogos, que indicam o número mínimo de substituições nucleotídicas que deve ter ocorrido entre duas sequências (Heller et al., 2009). Consideram-se as seguintes possíveis substituições:<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Substituição múltipla</span>: duas ou mais substituições ocorreram em dado lócus entre os organismos ancestrais e os descendentes.<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Substituições coincidentes</span>: substituições alea</span><span style="font-size:100%;">tórias diferentes ocorrem do ancestral para os descendentes.<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Substituições paralelas</span>: a mesma substituição ocorre independentemente entre o ancestral e cada descendente.<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Substituições de retorno</span>: substituição onde o nucleotídeo muda ao longo do tempo e depois, aleatoriamente, retorna à configuração original.<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Tamanhos de sequências em análise</span>Não há </span><span style="font-size:100%;">uma regra sobre o tamanho de sequências a ser comparadas. Porém, em teoria há uma uma maior confiabilidade em análises com maior número de amostras. Além disso, não basta analisarmos apenas grandes amostras, mas sim amostras sobre diferentes métodos, de locais gênicos diferentes e, de preferência, com sequência com grande número de nucleotídeos, quando possível.<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Genes Homólogos</span><br />Todos os genes são, de uma forma ou outra</span><span style="font-size:100%;">, homólogos, uma vez que pode-se traçar a história evolutiva de todos os organismos até o ancestral comum dos seres vivos. Genes existem sob duas formas: ortólogos (genes encontrados em diferentes táxons que, ao serem comparados, são passíveis de rastreamento até os eventos que levaram à especiação) e parálogos (genes em iguais ou diferentes táxons relacionados à ocorrências de duplicação gênica). Dado um gene “x”, que, a partir de um evento de duplicação gênica, passa a apresentar duas cópias, “x” </span><span style="font-size:100%;">e “y”. Tais cópias, x e y, são chamadas de cópias parálogas do mesmo gene x. Supondo que, ao longo tempo, essa população passe por um evento de especiação, as duas cópias x e y irão evoluir independentemente nas duas espécies, acumulando substituições únicas e, por conseguinte, diferenciando-se. Logo, as cópias resultantes x’, x” e y’, y” serão cópias ortólogas (Russo, 2001).<br /><br /></span><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEim6qOPb0RwfyqE2PYLypPahwKfft2BTpF5-4BbeJIyWmswXv7Z3DmlLZfnAYPxOUH9tfaJ8iGMk9RRMVDv5sobvkX98YdcTHjocCRHS0YrcSgycKL_pQPuBHg-Y_CXxSJBpiQKwrbEPFLc/s1600-h/Homologia.jpg"><img style="margin: 0px auto 10px; display: block; text-align: center; cursor: pointer; width: 400px; height: 222px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEim6qOPb0RwfyqE2PYLypPahwKfft2BTpF5-4BbeJIyWmswXv7Z3DmlLZfnAYPxOUH9tfaJ8iGMk9RRMVDv5sobvkX98YdcTHjocCRHS0YrcSgycKL_pQPuBHg-Y_CXxSJBpiQKwrbEPFLc/s400/Homologia.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5447736376683526306" border="0" /></a><span style="font-size:100%;">Para reconstruções da história evolutiva, usam-se genes homólogos ortólogos. Para reconstruções na história das alterações das funções devido às duplicações gênicas, usam-se genes homólogos parálogos.<br /><br />É importante deixar claro, para finalizarmos, que a escolha cuidadosa do gene é muito mais importante do que a escolha do método de reconstrução filogenética, i.e., a diferença de eficiência na reconstrução da filogenia verdadeira é muito maior quando se comparam genes codificadores de proteínas diferentes do que quando comparam os resultados oriundos de uma mesma base de dados analisada a partir de métodos de reconstrução filogenética diferentes (Russo, 2001).<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Referências</span><br /><br />Calcagnotto, D., Taxas de evolução e o relógio molecular. In Matioli, S.R. (ed.) Biologia Molecular e Evolução, 5:51-61, Holos Editora, Ribeirão Preto, 2001.<br />Heller et al., Vida a Ciência da Biologia, Vol. II Evolução, Biodiversidade e Ecologia, p. 524-539, Editora Artmed, São Paulo, 2009.<br />Hennig, W., Grundzuge einer theorie der phylogenetischen Systematics, Deuscher Zentralverlag, Berlin, 1950.<br />Kelsey, C.R., Crandall, K.A. e Voevodin, A.F., Diferent models, different Trees: the geographic origin of PTLV-1, Mol. Phylogenet. Evol. 13: 336-347, 1999.<br />Li, W-H, Molecular Evolution, Sinauer Associates, Sunderland Massachusetts, 1997.<br />Miyaki C.Y.,Russo, C.A.M., Reconstrução filogenética: Métodos probabilísticos, S.R. (ed.) Biologia Molecular e Evolução, p. 117-127, Holos Editora, Ribeirão Preto, 2001.<br />Miyaki C.Y., Russo, C.A.M., Pereira, S.L., Reconstrução filogenética. Introdução e o método da máxima parcimônia, S.R. (ed.) Biologia Molecular e Evolução, p. 97-107, Holos Editora, Ribeirão Preto, 2001.<br />Ney, M. e Kumar, S. Molecular evolution and phylogenetics. Oxford University Press, New York, 2000.<br />Russo, C.A.M., Como escolher genes para problemas filogenéticos específicos. In Matioli, S.R. (ed.) Biologia Molecular e Evolução, 12:130-135, Holos Editora, Ribeirão Preto, 2001.<br /><span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&rft.jtitle=Molecular+biology+and+evolution&rft_id=info%3Apmid%2F8742641&rfr_id=info%3Asid%2Fresearchblogging.org&rft.atitle=Efficiencies+of+different+genes+and+different+tree-building+methods+in+recovering+a+known+vertebrate+phylogeny.&rft.issn=0737-4038&rft.date=1996&rft.volume=13&rft.issue=3&rft.spage=525&rft.epage=36&rft.artnum=&rft.au=Russo+CA&rft.au=Takezaki+N&rft.au=Nei+M&rfe_dat=bpr3.included=1;bpr3.tags=Biology">Russo CA, Takezaki N, & Nei M (1996). Efficiencies of different genes and different tree-building methods in recovering a known vertebrate phylogeny. <span style="font-style: italic;">Molecular biology and evolution, 13</span> (3), 525-36 PMID: <a rev="review" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8742641">8742641</a></span><br /></span></div>Charles Morphy D. Santoshttp://www.blogger.com/profile/18227877120350408172noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-2265163048479445553.post-47007039573314912832010-03-11T10:47:00.000-08:002010-03-11T12:44:51.961-08:00Perdas gênicas e a reconstrução da evolução dos Metazoa<a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="http://www.researchblogging.org/"><img style="margin: 0pt 10px 10px 0pt; float: left; cursor: pointer; width: 70px; height: 85px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg4MBRZOda2D45hUl8y1hNva0oqcAepnuVfiDznpYPDCAWSLPxP1HHifgGLKypxbvAzsao1h0Z2w-KQZyzYDsvS0DtBCWMZtd1tX-o3fueBXHvAlQ_GTgFFcLuxkKK6lQT2F9ZVRzb8Hjxe/s320/rb2_large_gray.png" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5447479957883160018" border="0" /></a><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >Anna R. C. Martin</span><br /><div style="text-align: justify;"><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >anna.russocm@gmail.com</span><br /><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >Genes identificados nas seqüências de apenas um grupo taxonômico e não em outros, tem sido naturalmente considerados como novidades evolutiv</span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >as (Raible, 2004). Ou seja, alguns genes considerados exclusivos de um determinado t</span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >áxon identificariam uma novidade evolutiva provavelmente responsável por originar caracter</span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >ística nova que leva</span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >rá à divergência do nó ancestral, com o surgimento de novas espécies. Um exemplo seria o surgimento de simetria bilateral, cujo gene responsável provavelmente surgiu no Pré-Cambriano e levou ao aparecimento dos Bilateria.</span><br /><br /><div style="text-align: center;"><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgxR-OQowNQla8YLHkzOfBuVwMXVWa3ctyQ4nBO7D3L-949ww9p0ThI0x8Fth_92ikTR2hLIeChdwI976lUVgV3wEkVGeMVbtngMX0di9aRZU-8zNuyoefxYvX8uK1jYSstMbAdmMIyDrll/s1600-h/Figura+1.jpg"><img style="margin: 0px auto 10px; display: block; text-align: center; cursor: pointer; width: 320px; height: 187px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgxR-OQowNQla8YLHkzOfBuVwMXVWa3ctyQ4nBO7D3L-949ww9p0ThI0x8Fth_92ikTR2hLIeChdwI976lUVgV3wEkVGeMVbtngMX0di9aRZU-8zNuyoefxYvX8uK1jYSstMbAdmMIyDrll/s320/Figura+1.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5447452398774090338" border="0" /></a><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >Figura 1 - Árvore filogenética mostrando a ramificação dos Bilateria no período Pré-Cambriano.</span><br /></div><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >Após análises comparativas de genomas de </span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >algumas espécies, verificou-se que alguns genes que pareciam exclusivos de uma determinada espécie estavam presentes também em outras consideradas distantes nas hipóteses filogenéticas disponíveis. Um exemplo é Acropora (grupo de cnidário que formam corais) que se ramifica n</span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >a filogenia antes de Urbilateria, porém compartilha 12% de genes exclusivos com <span style="font-style: italic;">Homo sapiens </span>contra 1% com <span style="font-style: italic;">Drosophila melanogas</span></span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" ><span style="font-style: italic;">ter </span>e <span style="font-style: italic;">Caenorhabditis elegans</span>. H</span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >á duas hipóteses que explicam esse compartilhamento de genes: a primeira seria que o gene surge em Eumetazoa (presente em Acropora), porém se perde em Protostomia (representado pela ausência em <span style="font-style: italic;">C. elegans </span>e <span style="font-style: italic;">Drosophila</span>) </span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >mas não em Deuterostomia (presente em <span style="font-style: italic;">H. sapiens</span>), o que nos faz concluir que <span style="font-style: italic;">H. sapiens </span>perdeu menos genes do que as outras duas espécies de animais bilaterais e que o <span style="font-style: italic;">Urmetazoa </span>era mais complexo do que se esperava, uma vez qu</span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >e esses genes já eram expressos nele. A outra hipótese é que o mes</span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >mo gene tenha aparecido no <span style="font-style: italic;">H. sapiens </span>e em Acropora independentemente. No entanto, se considerarmos o princípio da parcimônia, o gene pode ser perdido facilmente mas é improvável que ele surja exatamente igual e independentemente em duas espécies distintas e filogeneticamente distantes (mas não impossível, claro).</span><br /><br /><div style="text-align: center;"><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgzMDOJIoC6KvOsUuiXzBH_vLJFlpKkAEwG5Lyf8yjfvL-VrZddhEJ_Ky1V5T7LAhjy0OxNbkrUQpOguNh6NAXZyAWU1DhlLgWU4S9jf_abUFVxWmfq24qVS-il1keTVKFT993Iy6B5YHw6/s1600-h/Figura+2.jpg"><img style="margin: 0px auto 10px; display: block; text-align: center; cursor: pointer; width: 320px; height: 278px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgzMDOJIoC6KvOsUuiXzBH_vLJFlpKkAEwG5Lyf8yjfvL-VrZddhEJ_Ky1V5T7LAhjy0OxNbkrUQpOguNh6NAXZyAWU1DhlLgWU4S9jf_abUFVxWmfq24qVS-il1keTVKFT993Iy6B5YHw6/s320/Figura+2.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5447453059552007378" border="0" /></a><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >Figura 2 – Filogenia de espécies de eucariotos ba</span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >seada na perda genética (modificado de Kortschak et al. 2003).</span><br /></div><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >O princípio de parcimônia reforça a teoria da perda gênica, que considera que um gene compartilhado por um grupo de espécies pode </span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >desaparecer independentemente em cada espécie ou grupo. Um dos motivos para acontecer a perda gênica é quando um gene é pouco acionado. Desta forma, genes com a menor propensão para a perda gênica, durante a evolução, parecem estar mais envolvidos em funções indispensáveis do que os genes que foram perdidos em diferentes linhagens (Krylov et. al. 2004). Portanto, se um gene é mantido durante um longo pe</span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >ríodo na evolução, é de se esperar que sua função seja essencial para a sobrevivência daquela espécie. Por isso que, em uma análise compara</span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >tiva de genomas, o padrão de conservação de um determinado gene pode ser indicador de genes que expressam funções essenciais. Isso implica que genes expressos evoluem mais lentamente, ou seja, há mais conservação e reparo gênico, impedindo que ele sofra mutações e se perca.</span><br /><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >Um exemplo de linhagem que provavelmente sofre</span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >u muitas perdas gênicas durante sua evolução é a que deu origem ao <span style="font-style: italic;">Trichoplax adherens</span>, única espécie que compõe o filo Placozoa. Essa espécie pouco conhecida foi descoberta em 1</span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >883 em um aquário de água salgada no Instituto Zoológico de Graz, na Austrália. Seu corpo possui de 2 a 3 mm de diâmetro, sendo um organismo morfologicamente simples composto apenas por uma placa de camada dupla de células. Esse organismo tão simples é importante para a compreensão da evolução pelo fato de que</span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" > ele possui um sistema digestório provisório no qual a camada de células ventral serve como “estômago” após sofrer uma invaginação, que en</span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >globa o alimento a ser digerido. Por ter esse sistema, os Placoz</span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >oa são inseridos na filogenia de Metazoa, por alguns biólogos, entre Porifera e Cnidaria. Mesmo esse posicionamento é controverso, pelo fato do <span style="font-style: italic;">Trichoplax </span>ser um organismo extremamente simples e pequeno, mais até que os próprios poríferos. Além disso, o <span style="font-style: italic;">Trichoplax </span>possui um DNA pequeno (aproximado com o tamanho de uma bactéria ou um protista), o que faz pensar que muitos genes foram perdidos durante a evolução do grupo.</span><br /><br /><div style="text-align: center;"><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiztw9lk7AKzsi_itf2HkS4ZPJrNr2l3-DiL63pNBfiX4536umEccPmTTh5rGv1S7GEE9L7KON3-NhcDKqs-5MluKVnn6UyWzb5GNHtGiN5tO4-qZxaFnCvoduJC04IXFgtl0KEPAcDQag3/s1600-h/Trichoplax.jpg"><img style="margin: 0px auto 10px; display: block; text-align: center; cursor: pointer; width: 320px; height: 238px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiztw9lk7AKzsi_itf2HkS4ZPJrNr2l3-DiL63pNBfiX4536umEccPmTTh5rGv1S7GEE9L7KON3-NhcDKqs-5MluKVnn6UyWzb5GNHtGiN5tO4-qZxaFnCvoduJC04IXFgtl0KEPAcDQag3/s320/Trichoplax.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5447452801096543026" border="0" /></a><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >Figura 3 - <span style="font-style: italic;">Trichoplax</span> (modificado de Srivastava et al., 2008)</span><br /></div><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >O estudo da perda gênica começou através de análises comparativas de conjuntos de genes de genomas completamente sequenciados – atualmente, existem poucas espécies com o DNA completamente sequenciado. Essas espécies são chamadas de organismos-modelo ou espécies-modelo e são usadas constantemente em analises comparativas de genomas. Hoje, tem-se o genoma completo da <span style="font-style: italic;">Arabidopsis tatian</span></span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" ><span style="font-style: italic;">a </span>(planta), <span style="font-style: italic;">C. elegans</span>, <span style="font-style: italic;">D. melanogaster </span>e <span style="font-style: italic;">H. sapiens </span>(metazoários), </span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" ><span style="font-style: italic;">Saccharomyces </span></span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" ><span style="font-style: italic;">cerevisae</span>, <span style="font-style: italic;">S. pombe </span>(fungos) e <span style="font-style: italic;">Encephalitozoon cuniculi </span>(protozoário), que aparecem usualmente em muitas filogenias de diferentes autores.</span><br /><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >O problema de análises filogenéticas usando</span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" > apenas organismos-modelo é que o espaço amostral é pequeno. A quantidade de espécies com genoma completamente sequenciado e sua diversidade levam a relações de parentescos que vão de encontro com relações filogenéticas já aceitas. Como exemplo, a filogenia da figura 2, que considera <span style="font-style: italic;">H. sapiens </span>mais próximo de <span style="font-style: italic;">D. melanogaster</span>, em relação ao <span style="font-style: italic;">C. elegans </span>(espécie de nematóide). Isso é contrário à diversas outras propostas, que aproximam os nematóides dos insetos. Portanto, comparações feitas com </span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >base apenas nestes organismos podem dar uma imagem enganosa das relações de parentesco. Isso porque se analisarmos somente o genoma de duas espécies, pode-se encontrar seqüência semelhantes que aproximam essas duas espécies, mesmo elas sendo morfologicamente muito distintas, como a Acropora e o <span style="font-style: italic;">H. sapiens</span>. Também pode acontecer de os genomas de espécies morfologicamente semelhantes apresentarem pouca similaridade - se a filogenia se baseasse apenas na similaridade genômica, as espéci</span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >es certamente estariam afastadas filogeneticamente. Isso ocorre porque não está sendo considerado que, ao longo da evolução, pode ter ocorrido uma série de perdas gênicas e mutações que podem levar à divergência de duas sequências gênicas ou manter próximas espécies nas quais ocorreram possíveis perdas.</span><br /><br /><div style="text-align: center;"><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEj6putp_Ky6Uz2zbDUVChNT1aUwDAnNQhLs1kxEJjH1LqwGrsG2HzpmnJjwu1W2JFgDENo0NB1CY7-ol-vwYkuEsNSQKYR_Qu5w1S-beAR7NbWMGZSQypjXM8hWQ8LKhAkO-yKhXWtQjURs/s1600-h/Figura2.jpg"><img style="margin: 0px auto 10px; display: block; text-align: center; cursor: pointer; width: 353px; height: 168px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEj6putp_Ky6Uz2zbDUVChNT1aUwDAnNQhLs1kxEJjH1LqwGrsG2HzpmnJjwu1W2JFgDENo0NB1CY7-ol-vwYkuEsNSQKYR_Qu5w1S-beAR7NbWMGZSQypjXM8hWQ8LKhAkO-yKhXWtQjURs/s320/Figura2.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5447452554003349058" border="0" /></a><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >Figura 4 - Árvore filogenética com todos os metazoários apontando a posição de cada espécie animal da filogenia presente na figura 2.</span><br /></div><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >Uma das possibilidades de diminuir conclusões errôneas sobre as relações de parentesco é analisar as sequências de genes juntamente com a função que ele exerce em cada grupo de metazoários. Análises genéticas recentes mostraram que existem genes homólogos presentes em todos metazoários que são responsáveis por seu desenvolvimento. Esses genes são conhecidos como “caixa de ferramentas” ou genes do desenvolvimento e são responsáveis por ativar outros genes que podem dar origem a apêndices, por exemplo. </span><br /><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >Estudos mais completos utilizando dados moleculares nos permitem entender o porquê de alguns metazoários não terem certos genes, como o caso dos Placozoa. Também nos permite saber que, apesar de duas espécies possuírem genes relativamente semelhantes, elas não estão necessariamente próximas em uma árvore filogenética, como é o caso dos <span style="font-style: italic;">H. sapiens</span> e a Acropora. Portanto, uma análise sobre a evolução utilizando apenas um conjunto de dados ou fonte de evidências pode ser menos conclusiva do que se interligarmos vários dos caminhos que levaram a grande diversidade de hoje. </span><br /><br /><span style="font-weight: bold;font-family:arial;font-size:100%;" >Referências bibliográficas</span><br /><br /><span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&rft.jtitle=Current+Biology&rft_id=info%3Adoi%2F10.1016%2FS0960-9822%2803%2900872-8&rfr_id=info%3Asid%2Fresearchblogging.org&rft.atitle=EST+Analysis+of+the+Cnidarian+Acropora+millepora+Reveals+Extensive+Gene+Loss+and+Rapid+Sequence+Divergence+in+the+Model+Invertebrates&rft.issn=09609822&rft.date=2003&rft.volume=13&rft.issue=24&rft.spage=2190&rft.epage=2195&rft.artnum=http%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS0960982203008728&rft.au=Kortschak%2C+R.&rft.au=Samuel%2C+G.&rft.au=Saint%2C+R.&rft.au=Miller%2C+D.&rfe_dat=bpr3.included=1;bpr3.tags=Biology">Kortschak, R., Samuel, G., Saint, R., & Miller, D. (2003). EST Analysis of the Cnidarian Acropora millepora Reveals Extensive Gene Loss and Rapid Sequence Divergence in the Model Invertebrates <span style="font-style: italic;">Current Biology, 13</span> (24), 2190-2195 DOI: <a rev="review" href="http://dx.doi.org/10.1016/S0960-9822%2803%2900872-8">10.1016/S0960-9822(03)00872-8</a></span><br /><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" ></span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >Krylov, D. M., Wolf Y. I., Rogozin I. B. & Koonin E. V., 2003, Gene loss, protein sequence divergence, gene dispensability, expression level, and interactivity are correlated in eukaryotic evolution, Genome Res. 13: 2229–2235. </span><br /><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >Raible, F. & Arendt, D., 2004. Metazoan evolution: some animals are more equal than others. Current Biology 14: R106-R108. </span><br /><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >Srivastava, M., Begovic E., Chapman J., Putnam N. H., Kawashima T., Kou A., Mitros T., Salamov A., Carpenter M. L., Signorovitch A.Y, Moreno M. A., Kamm K., Grimwoods J., Schmutz J., Shapiroi H., Grigorev I. V., Buss L.W., Schierwater B., Dellaporta S. L. & Rokhsar D. S., 2008. The Trichoplax genome and the nature of placozoans. Nature 454:955-960. </span><br /></div>Charles Morphy D. Santoshttp://www.blogger.com/profile/18227877120350408172noreply@blogger.com2tag:blogger.com,1999:blog-2265163048479445553.post-44714870425092249872010-02-19T13:12:00.000-08:002010-02-28T14:31:53.802-08:00Adentrando no mundo das filogenias por dados moleculares<p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><b style=""><i style=""><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR">Parte 1<o:p></o:p></span></i></b></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR">Leandro Pereira Tosta<o:p></o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR">Universidade Federal do ABC<o:p></o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR">e-mail: leandropereiratosta@gmail.com<o:p></o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR"><o:p> </o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><b style=""><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR">Sistemática: a “arte” de classificar<o:p></o:p></span></b></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR">O ato de organizar e classificar as coisas tem por objetivo a comunicação entre as pessoas. Mas, existe algum padrão nessa comunicação? Todos nós entendemos o que todos nós falamos? A teoria da informação nos traz a resposta: em toda comunicação sempre haverá certo tipo de ruído! O ruído pode ser de cunho cultural, temporal ou espacial. Devemos considerar o momento histórico em que nos encontramos, a cultura que nos forma como pessoas sociáveis (ou não) e onde nos encontramos geograficamente. Logo, não há uma forma padrão de comunicação para tudo e entre todos. Mas há tentativas modernas: a partir da ciência nascente após a revolução francesa, o senso comum deixou de ser a base de medida para todas as coisas. O método científico passou a ser pregado a fim de orientar o homem em direção a um modelo de comunicação no qual todos os falantes que desejam compartilhar dessa “padronização”, necessária e inquestionável, pudessem fazê-lo.<o:p></o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR"><o:p> </o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR">Na sistemática biológica, o ato da classificação segue alguns critérios. Imaginemos descrever uma espécie no norte da África e mais ao sul também ser descrita a mesma espécie. Sabe-se da grandiosa miscelânea cultural africana: sem um padrão, os atos de comunicação, descrição e classificação seriam inviáveis mesmo dentro de um único continente (quem diria o mundo!).<o:p></o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR"><o:p> </o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR">Segundo o entomólogo alemão Willi Hennig (1950), os organismos que compartilhassem condições derivadas de caracteres poderiam ser inferidos como sendo descendentes da espécie ancestral a partir da qual a condição primitiva foi herdada. Para exemplificar, toma-se por base um organismo qualquer que possua apêndices que atue diretamente na sobrevivência desse animal. Ao longo dos tempos mutações e recombinações cromossômicas ocorrem na linhagem que remete a esse organismo, alterando os padrões morfológicos desses apêndices e os dotando de potencial de locomoção (apêndices primitivos dando origem às pernas). Deve-se considerar que as chances de tais alterações proporcionarem melhor desempenho de sobrevida e sexual são ínfimas. É uma loteria natural onde as chances do organismo sobreviver e repassar suas informações são muito pequenas. De qualquer maneira, Hennig chamava as características primitivas (os apêndices primitivos no nosso exemplo) de características plesiomórficas e as condições derivadas das primitivas (as pernas hipotéticas) de apomórficas.<o:p></o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR"><o:p> </o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR">Atualmente, partindo da necessidade de padronização da sistemática, faz-se necessário o uso de metodologias cada vez mais eficazes. O papel da sistemática filogenética, portanto, passa a ser o de organizar o conhecimento sobre a diversidade biológica a partir das relações de parentesco entre os grupos e do conhecimento da evolução das suas características morfológicas, comportamentais, ecológicas, fisiológicas, citogenéticas e moleculares. Como já discutido nesse blog, o resultado de tais estudos são apresentados graficamente na forma de filogenias (Miyaki et al., 2001). <o:p></o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR"><o:p> </o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><b style=""><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR">Algoritmos para reconstrução da “Árvore da Vida”<o:p></o:p></span></b></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR">Algoritmos são as técnicas usadas para exercer uma dada função ou uma atividade – são sequências finitas de instruções bem definidas e não ambíguas. Na biologia moderna eles são usados em diversas ocasiões desde diagnósticos médicos até reconstruções de árvores evolutivas. Sem tais algoritmos, seria inviável promover certas tarefas como as análises filogenéticas. No caso de nosso estudo, uma das ferramentas é de natureza molecular, i.e., as bases moleculares serão úteis para recriação de árvores da vida, enfatizando os metazoários (animais). Devido ao grande quantidade de informações nas amostras que serão analisadas, faremos uso de alguns algoritmos para reduzir o tempo de análise. Deve-se considerar que diferentes algoritmos podem influir nos resultados (Russo et al., 1996; Takezaki e Gojobori, 1999). <o:p></o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR"><o:p> </o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR">Para se ter uma idéia do tamanho do problema, um exemplo é útil: estima-se que algumas proteínas advindas do veneno da cascavel <i style="">Crotalus durissus</i>, muito comum em toda extensão do país, possuem cerca de 3000 aminoácidos (9000 bases de nucleotídeos); seria inviável a comparação manual, sem utilização de algum algoritmo computacional, de tais proteínas entre essa e outras espécies para construção da história evolutiva do grupo das serpentes e também deve-se salientar os mais novos trabalhos com nucleotídeos de artrópodes com mais de 42 mil bases analisadas em trabalhos de filogenia molecular com auxílio computacional.<o:p></o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR"><o:p> </o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR">Serão apresentados dois grupos de algoritmos usados para a obtenção de filogenias<i style="">: </i>os algoritmos exatos e os algoritmos heurísticos (Miyaki et al., 2001).<o:p></o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR"><o:p> </o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR"><o:p> </o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><b style=""><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR">Algoritmos Exatos<o:p></o:p></span></b></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR">O primeiro algoritmo a ser descrito é o da “busca exaustiva”. Tal algoritmo consiste em enumerar todas possíveis árvores existentes para os grupos taxonômicos sob escrutínio. Avalia-se, posteriormente, qual árvore melhor representa a situação em análise, seguindo critérios como parcimônia ou máxima verossimilhança.<o:p></o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR"><o:p> </o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR">Outro algoritmo exato é o “<i style="">Branch-and-Bound”. </i>Tal algoritimo assemelha-se ao da busca exaustiva. Todas as possibilidades são testadas na formação das árvores filogenéticas a um determinado número de amostras. A diferença é que o algoritmo descarta possibilidades subótimas, diminuindo o tempo de análise.<o:p></o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR"><o:p> </o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><b style=""><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR">Algoritmos Heurísticos<o:p></o:p></span></b></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR">Inicialmente descreveremos de modo simplificado a “decomposição por politomia”. Essa consiste em unir todos os táxons em um único nó interno. Depois se analisa cada par de decomposições do nó inicial desconsiderando condições subótimas.<o:p></o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR">Outro algoritmo é o “<i style="">stepwise addition</i>”. Forma-se uma árvore com três táxons. As etapas seguintes consistem em adicionar táxon por táxon, analisando as melhores posições (segundo o critério escolhido) entre tais táxons.<o:p></o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR">O terceiro algoritmo heurístico é o “<i style="">branch-swapping</i>” que consiste em análise de um grande número de táxons ao mesmo tempo. O algoritmo rearranja de forma a trocar as posições entre táxons vizinhos a fim melhor representar as posições possíveis.<o:p></o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR"><o:p> </o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR"><o:p> </o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><b style=""><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR">Critério: Máxima Parcimônia<o:p></o:p></span></b></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR">O método é simples por natureza, mas de grande utilidade e aplicação. Em linhas gerais, prevê que o aparecimento único de um caráter é mais provável que dois aparecimentos independentes.<o:p></o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR"><o:p> </o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR">Para o entendimento do método da máxima parcimônia segue a descição: as características posteriores à ocorrência de um dado traço morfológico ou molecular em seu estágio primitivo (plesiomórfico) serão herdadas nas novas espécies surgidas a partir dos ancestrais comuns (sinapormorfias). Não considerar tal método pode nos induzir a afirmar que os traços morfológicos semelhantes entre os descendentes e o organismo ancestral ocorreram por obra do acaso, por mera coincidência!<span style=""> </span><o:p></o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR"><o:p> </o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR">Para nosso estudo molecular, é mais parcimonioso pensar que uma base muda de A (adenina) para T (timina) – uma única mudança – do que de A para C (citosina) e posteriormente para T (duas mudanças). É importante ressaltar que alguns especialistas afirmam a necessidade de se adequar os pesos das transformações entre os nucleotídeos devido a uma série de fatores. Transições (de purina a purina, de pirimidina a pirimidina) são mais comuns que transversões (de purina a pirimidina) devido às possíveis distorções na largura da molécula de DNA e a probabilidade de reparo nas transversões serem maiores (Miyaki et al., 2001).<o:p></o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR"><o:p> </o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><b style=""><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR"><o:p> </o:p></span></b></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><b style=""><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR">Critério: Máxima Verossimilhança<o:p></o:p></span></b></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR">Para melhor compreensão dos estudos da biologia molecular devemos nos recordar dos trabalhos de Fisher durante o século XX, matemático e estatístico que dera grande colaboração as estudos da genética. Uma de suas teorias é conhecida como método de máxima verossimilhança. Tal método prevê um modelo probabilístico de evolução considerando pesos aos diversos tipos de mutação e suas freqüências (Nei e Kumar, 2000). O resultado dessa modelagem é uma árvore resultante de probabilidades dos organismos serem próximos. Hoje o modelo usado nos estudos de métodos probabilísticos levando em conta a máxima verossimilhança é um pouco diferente daquele proposto por Fisher (Pereira, 2001). Uma melhor valorização da teoria se dá aplicando o modelo da máxima verossimilhança considerando a variação dos ramos resultantes da filogenia.<span style=""> </span><o:p></o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR"><o:p> </o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><b style=""><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR">Princípios<o:p></o:p></span></b></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR">O objetivo primeiro do método de verossimilhança é estimar a probabilidade, com base em um dos modelos que serão apresentados, de que um conjunto de dados possa ter ocorrido. Na aplicação voltada à evolução dos dados genéticos, o método irá calcular a probabilidade de que as sequências tenham sido geradas seguindo as premissas do modelo evolutivo escolhido. A probabilidade é calculada para todas as topologias possíveis variando o tamanho dos ramos. A melhor representação – a mais verossímil –, é escolhida para a filogenia. O cálculo envolve a ocorrência de todos os possíveis estados ancestrais dos caracteres.<o:p></o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR"><o:p> </o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><b style=""><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR">Alguns Modelos Matemáticos <o:p></o:p></span></b></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR">O desenvolvimento de modelos cada vez mais complexos deu-se graças ao aumento gradativo do conhecimento a respeito da evolução de sequências do DNA (Myiaki et al., 2001).<o:p></o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><b style=""><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR"><o:p> </o:p></span></b></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><b style=""><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR">1) Modelo de um tipo de substituição (1969):<o:p></o:p></span></b></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR">Prevê que os nucleotídeos em uma sequência de DNA ocorrem com freqüências iguais e a probabilidade de substituição de um nucleotídeo qualquer “i” por outro “j”em um determinado intervalo de tempo “dt” depende de uma taxa de substituição “u”:<o:p></o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: center;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR">P<i style="">ij</i>= u<i style="">d</i>t<o:p></o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR"><o:p> </o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><b style=""><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR">2) Modelo de dois parâmetros (1980):<o:p></o:p></span></b></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR">Substituições do tipo transição ocorrem com mais freqüência que as substituições do tipo transversões. Logo, adequou-se pesos diferentes (h taxa de transição e x para taxa de transversão) como forma de parâmetro.<o:p></o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR"><o:p> </o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: center;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR">P<i style="">ij</i>(<i style="">d</i>t)= {h<i style="">d</i>t<o:p></o:p></span></p><div> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: center;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR"><span style=""> </span>{x<i style="">d</i>t<o:p></o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><b style=""><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR">3) Modelo proporcional (1981):<o:p></o:p></span></b></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR">O modelo prevê que nem sempre as frequências de nucleotídeos são similares. Sendo assim, toma-se por base πj que representa a freqüência específica para cada nucleotídeo:<o:p></o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR"><o:p> </o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: center;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR">P<i style="">ij</i>(<i style="">d</i>t)= uπ<i style="">jd</i>t<o:p></o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><b style=""><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR"><o:p> </o:p></span></b></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><b style=""><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR">4) Modelo HKY85 (1985):<o:p></o:p></span></b></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR">Combina-se as diferentes taxas de transição e transversão permitindo uma modelagem mais aperfeiçoada em relação aos outros até então desenvolvidos:<o:p></o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR"><o:p> </o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: center;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR">P<i style="">ij</i>(<i style="">d</i>t)= {hπ<i style="">jd</i>t para transição<o:p></o:p></span></p><div> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: center;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR">{xπ<i style="">jd</i>t para transversão<o:p></o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR"><o:p> </o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><b style=""><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR">5) Modelo TN93 (1993):<o:p></o:p></span></b></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR">A diferença na composição de bases reflete diferenças não apenas na taxa de transversão e transição, mas também entre as transições entre pirimidinas e purinas.<o:p></o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR"><o:p> </o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: center;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR">P<i style="">ij</i>(<i style="">d</i>t)= {hRπ<i style="">jd</i>t<o:p></o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: center;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR"><span style=""> </span>{hYπ<i style="">jd</i>t<o:p></o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: center;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR">{xπ<i style="">jd</i>t<o:p></o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR"><o:p> </o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;"><span style="line-height: 150%;font-size:11;" lang="PT-BR">Encontrar uma árvore filogenética não é fácil. Deve-se, sempre que possível proceder com algoritmos heurísticos aliado aos modelos probabilísticos ou de parcimônia para melhor obtenção de resultados. É uma tarefa complicada!<o:p></o:p></span></p>Leandro Pereira Tostahttp://www.blogger.com/profile/10322558264195189917noreply@blogger.com7tag:blogger.com,1999:blog-2265163048479445553.post-68179427836417320292010-01-20T19:29:00.000-08:002010-01-21T07:43:18.072-08:00Mutações: alguns segredos da evolução<div align="justify"></div><div align="justify">Anna Carolina Russo<br /><a href="mailto:anna.russocm@gmail.com">anna.russocm@gmail.com</a><br /><br />“A ciência não pode prever o que vai acontecer.<br />Só pode prever a probabilidade de algo acontecer”<br /><br />César Lattes<br /><br /><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEi0qjmhtzX9Iv6UuxU68YvQ7eTGq4aUaVeqwdunkVjm-PZzFh3kXAwHFIssFz6tq3Z7JdXKWPeZsxbgSiV2zP6J5Fj12hyppy19qqhsBye3vXMwEooPVcz8II7dlxL-3PogvYEYywfRB0M/s1600-h/mendel011.jpg"><img id="BLOGGER_PHOTO_ID_5429032656034209954" style="margin: 0px 10px 10px 0px; float: left; width: 176px; height: 205px;" alt="" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEi0qjmhtzX9Iv6UuxU68YvQ7eTGq4aUaVeqwdunkVjm-PZzFh3kXAwHFIssFz6tq3Z7JdXKWPeZsxbgSiV2zP6J5Fj12hyppy19qqhsBye3vXMwEooPVcz8II7dlxL-3PogvYEYywfRB0M/s400/mendel011.jpg" border="0" /></a>Segundo a teoria de Darwin (que já descrevemos inúmeras vezes aqui neste blog), a formação de novas espécies está relacionada com a variabilidade da natureza e a seleção natural imposta sobre ela. Paralelamente ao desenvolvimento do evolucionismo darwiniano, Gregor Mendel, considerado hoje “pai da genética”, realizava pesquisas com fecundação artificial entre plantas ornamentais e ervilhas. Ele postulou, então, as três leis de Mendel, como são conhecidas hoje, que dão base à genética. Publicou sua pesquisa em 1865 em um artigo chamado “Experimento em plantas híbridas”.<br /></div><div align="justify"></div><div align="justify"><br /><br />Somente no século XX os cientistas retomaram as questões referentes aos genes, querendo saber qual é sua composição química e aonde eles se localizavam. Começaram, então, a desconfiar do DNA por ser uma molécula repetitiva e estável. Através de estudos experimentais de vários cientistas e com a apresentação da estrutura de dupla hélice de Watson e Crick, em meados do século passado, foi confirmado que o local dos genes era mesmo o DNA.<br /><br />Foi descoberto que o DNA, apesar de ser uma molécula extremamente conservativa, pode apresentar pequenas mudanças após sua replicação, ou após uma lesão físico-química causada por algo como radiação. Estas lesões, se não forem reparadas, poderão ser passadas para os descendentes do indivíduo que sofreu a mutação, gerando a variabilidade, já mencionada por Darwin (mas não no contexto genético, obviamente). Porém, hoje se sabe que somente uma parcela dessas mutações que ocorrem conseguem se perpetuar. Isso porque normalmente essas mutações podem afetar o desenvolvimento do organismo, deixando-o inviável à vida, além de poder favorecer o surgimento de doenças genéticas como tumores . Há ainda a possibilidade de ocorrência de macromutações, que sofrerão seleção negativa. Portanto, a seleção natural, provavelmente selecionou aqueles indivíduos que tinham um mecanismo de reparação eficaz. O mecanismo de reparação é o conjunto de estruturas como, enzimas e moléculas, que farão o trabalho de descobrir onde aconteceu uma mudança de base, ou algo do tipo, revertendo-a. </div><div align="justify"><br /></div><img id="BLOGGER_PHOTO_ID_5429033042570838466" style="margin: 0px auto 10px; display: block; width: 355px; height: 332px; text-align: center;" alt="" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhRgMk9o0-D2gsXTNK6iou1lIrH7zWCqCAa-BezxRlJdmniQ5-QGqUAk3FHhRQwhVEGKnu5zl3SgBDqxla4zZyHs1mpJQ1l65kPQqoFU4b0pHs74zz6EyUCrMQtsICL_buV6ObH_Uel1Wk/s400/WatsonJames-CrickFrancis+-+2.jpg" border="0" /> <p align="justify">Irei aqui descrever brevemente alguns tipos de mutações mais frequentes e alguns mecanismos de reparação.<br /><br />Um tipo de mutação que ocorre em um a cada 109 a 1010 nucleotídeos incorporados é a incorporação incorreta de nucleotídeos, ou seja, que não obedecem à ordem A-T e C-G. Esse mecanismo funciona basicamente da seguinte forma: quando a DNA polimerase vai fazer a transcrição, ela pode colocar, no lugar de uma Guanina por exemplo, uma Adenina para se emparelhar com a Citosina. Esse tipo de mudança, dependendo da sua localização na trinca que codificará um aminoácido, pode mudar totalmente a proteína. Para que isso não ocorra, a DNA polimerase tem uma região em sua estrutura chamada de subunidade revisora, a qual é responsável por identificar esse tipo de falha e fazer com que a polimerização se mova no sentido contrário, voltando no nucleotídeo errado para que a subunidade catalítica da DNA polimerase coloque a Guanina em seu lugar (no caso, a base certa).<br /><br />Se por algum motivo alguma base errada passou despercebida, existe um tempo para que esse nucleotídeo seja removido e substituído. Esse é o tempo da fita recém sintetizada não estar ainda metilada. Sabe-se que a DNA metilase é uma enzima responsável por anexar um radical metil ao DNA. Quando a fita acaba de ficar pronta, esta enzima demora um certo tempo para entrar em ação. È durante esse período que o mecanismo de reparo conhecido como reparo por emparelhamento errado de bases, ou em inglês mismatch repair, entra em ação. Isso porque, como a fita não foi ainda metilada, ela pode ser diferenciada da fita-mãe, que já está com os radicais, fazendo com que uma série de enzimas desse sistema de reparo remova a parte da cadeia da fita que foi incorporada de forma errada e faça uma nova.<br /><br /><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgxB2dcnGspjHb6HfGVL7o3Zs6oBuQg1fOGr-VNV027tBuBuhwpZLcIIXbAsSwn4xMDWhKrIEUillPRchi0zybhOX8ZXn7pwAVU1-HUD3ssA_WOVKA8rdyb39gOCtxxxrbG8cWMHtEN3Jw/s1600-h/showcase_Par_31946_Image_0_0_1+-+3.gif"><img id="BLOGGER_PHOTO_ID_5429033504775516034" style="margin: 0px 10px 10px 0px; float: left; width: 180px; height: 120px;" alt="" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgxB2dcnGspjHb6HfGVL7o3Zs6oBuQg1fOGr-VNV027tBuBuhwpZLcIIXbAsSwn4xMDWhKrIEUillPRchi0zybhOX8ZXn7pwAVU1-HUD3ssA_WOVKA8rdyb39gOCtxxxrbG8cWMHtEN3Jw/s400/showcase_Par_31946_Image_0_0_1+-+3.gif" border="0" /></a>As causas dessa metilação são tema da epigenética, que estuda todas as mudanças no genoma (mais especificamente, na eucromatina) que são reversíveis e não alteram a sequência de nucleotídeos. Além disso, ela estuda como essas mudanças são passadas para os descendentes e como ocorrem essas mutações através do tempo, influenciadas por fatores ambientais.<br /></p><p align="justify">Você pode estar se perguntando: por fatores ambientais? Mas isso não é Lamarck?<br /><br />Isso mesmo! Recentemente, estudos publicados têm corroborado alguns dos argumentos de Lamarck. Um dos exemploes é o experimento divulgado na revista Nature em 2004, no qual foram selecionadas ratinhas grávidas que possuíam diferentes formas de cuidar de sua cria. Uma era extremamente cuidadosa, demonstrando esse cuidado pela forma de encurvar seu corpo para amamentar e proteger seus filhotes. Já a segunda mãe não apresentava os mesmos cuidados que a primeira ratinha. Foi observado que os filhotes da segunda rata tinham mais propensão à doenças do que os da primeira. </p><p align="justify"><img id="BLOGGER_PHOTO_ID_5429035097162524978" style="margin: 0px auto 10px; display: block; width: 400px; height: 171px; text-align: center;" alt="" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiTUGRUL8Bj9fEZL4Gq5aLrAuVeAFD1kTAfrgwebCbI-ooP5JVsfYxVOOCFB9yoKWGXvQhEm6j-2CRwkBTjUjyKdQHgzc78AK50DD5BAHt7ot3xrKIhS6wXxzU7PWLepIMsUHf7CWzpm7I/s400/imagem+-+4.bmp" border="0" /><br />Foi analisado o DNA das mães e ficou demonstrado que o da segunda mãe possuía mais metil do que da ratinha cuidadosa. Em segunda análise, os pesquisadores observaram o material genético dos filhotes e verificaram que o DNA dos filhotes da mãe com pouco cuidado também era bastante metilado. Para verificar se a proprensão à doenças era ou não genética, as mães tiveram uma nova cria, porém, desta vez, os filhotes foram trocados - os filhotes da mãe cuidadosa foram para a mãe de pouco cuidado e vice e versa. Após certo tempo, com as mães cuidando dos filhotes trocados, foi novamente analisando o DNA dos filhotes. Verificou-se que os filhotes da mãe cuidadosa que desta vez, foram criados pela segunda ratinha, possuíam muito mais metil, assim como a mãe que criou. E os filhotes criados pela ratinha cuidadosa possuíam poucos.<br /><br /><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiNVLyGz747Zad_HAIBhpObiCTy6XKWPtAk6UBo4WL7PRJM1xCelfGahOl3YhUYo4byVr5e5KCZO6Zv0m8T1yoc5ag-LkiSuFhHh6Hgy3F7EtFu0aJ9cCncv37xejueRC878cjNW0cCy-8/s1600-h/1139435556sB71s6+-+5.jpg"><img id="BLOGGER_PHOTO_ID_5429034260621856402" style="margin: 0px 10px 10px 0px; float: left; width: 169px; height: 217px;" alt="" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiNVLyGz747Zad_HAIBhpObiCTy6XKWPtAk6UBo4WL7PRJM1xCelfGahOl3YhUYo4byVr5e5KCZO6Zv0m8T1yoc5ag-LkiSuFhHh6Hgy3F7EtFu0aJ9cCncv37xejueRC878cjNW0cCy-8/s400/1139435556sB71s6+-+5.jpg" border="0" /></a>Desta forma, podemos perceber que o modo como a ratinha mãe cuidou de seus filhotes influenciou na metilação do DNA de sua cria, dando maiores ou menores chances dele adquirir doenças no decorrer de sua vida. Porém, essa é uma área recente da ciência que esta se desenvolvendo e indo de encontro à algumas das premissas do evolucionismo darwiniano. Ela está descobrindo alguns segredos das mutações que podem ser incorporados ao arcabouço teórico que temos hoje, baseado nos trabalhos pioneiros de Darwin-Wallace e desenvolvido durante todo o século XX. Muitas coisas novas poderão vir e cabe a nós descobrirmos pois a ciência está constantemente sofrendo mutações e se aprimorando.<br /></p><p align="justify"> </p><p align="justify"></p><div style="text-align: justify;font-family:arial;"><span style="font-size:100%;"><span style="font-weight: bold;"><br />Bibliografia:</span><br />http://www.genetica.esalq.usp.br/pub/seminar/FSalvato-200702-Resumo.pdf<br />http://www.unesp.br/aci/revista/ed03/pdf/UC_03_evolução01.pdf<br />Ian C G, et al., Epigenetic programming by maternal behavior, Nature, 847 – 854<br />Matioli, S. R. Biologia Molecular e evolução, Ribeirão Preto: Holos, 2001. p. 40 – 50<br />Mendel, G.. Experiments in plant hybridization, Natural History Society, 1865, Abhandlungen, 3–47<br /></span></div><p style="text-align: justify;font-family:arial;"><span style="font-size:100%;">Fonte figuras:<br />Fig. 01: http://biologia.laguia2000.com/wp-content/uploads/2008/09/mendel011.jpg<br />Fig. 02: http://faculty.ksu.edu.sa/17257/Pictures%20Library/WatsonJames-CrickFrancis.jpg<br />Fig. 03: http://www.invitrogen.com/site/us/en/home/Products-and-Services/Applications / RNAi-Epigenetics-and-Gene-Regulation/Methylation-Analysis-.html<br />Fig. 04: http://genetica.ufcspa.edu.br/seminarios%20monitores/epigenetica_texto_2007.pdf<br />Fig. 05: http://thumbs.dreamstime.com/thumb_41/1139435556sB71s6.jpg</span></p>Anna Carolina Russohttp://www.blogger.com/profile/11081840814666948411noreply@blogger.com2tag:blogger.com,1999:blog-2265163048479445553.post-65987733019382511252009-12-01T13:06:00.000-08:002009-12-02T07:55:09.334-08:00Evolução: um tique taque molecular<div style=""><span class="Apple-style-span" style="font-family: Arial; "><span class="Apple-style-span" style="font-size: medium;"></span></span></div><span><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: arial; ">por Leandro Pereira Tosta</span></div></span><div style="text-align: justify;"><span><span><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;">Universidade Federal do ABC</span></span></span></div><div style="text-align: justify;"><span><span><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;">e-mail: leandropereiratosta@gmail.com</span></span></span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;"><br /></span></div><div style="text-align: justify;"><span><span><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;">Recentemente, foi divulgado pela revista Nature a descoberta do fóssil de um representante dos dinossauros voadores (Darwinopterus modularis) que estaria situado cronologicamente no Período Jurássico, juntamente aos mais raros pterossauros e os mais conspícuos pterodactiloides, cerca de 200 milhões de anos atrás.Como se pode saber que esses animais existiam há tanto tempo? Além da inferência da idade das rochas em que foram encontrados os fósseis, há outras ferramentas para isso?</span></span></span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;"><br /></span></div><div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: arial; ">Para desenvolvermos tal raciocínio, deveremos nos debruçar mais tecnicamente sobre assuntos relacionados à “biomutagênese” e suas características.A evolução leva à diversidade das espécies. A variabilidade genética (variabilidade entre espécies) pode ser observada a partir de mudança da codificação original das posições de nucleotídeos que se ligam e formam os ácidos nucléicos. O promotor dessa “mudança” é a mutação gênica.</span></div><p class="MsoNormal"><span lang="PT-BR" style="font-family:Arial;"><span class="Apple-style-span" style="font-size: medium;"></span><o:p></o:p></span></p><p class="MsoNormal" align="center"><span class="Apple-style-span" style="font-family:Arial;"><span class="Apple-style-span"><img src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEigeHSxpykEhAGqVJB9uP7dN7h3dkxBrmql1rY0jk0Up-ecuB8Ms3nTqNJmShGlff7iLdB41Tj9WC2n96hs3rlitBUsf22eJKqZafJCiKFCbhsyIp-KRlJXyd2-TyunyKS33P5yJ73AOw/s400/dna_cpk_lg_wiki-full.jpg" /></span></span></p><p class="MsoNormal" align="center"><span class="Apple-style-span" style="font-family:Arial;"><span class="Apple-style-span" style="font-size:small;">Figura 01- Ácido nucléico.</span></span></p><p class="MsoNormal"><span lang="PT-BR" style="font-family:Arial;font-size:10;"><o:p></o:p></span></p><p class="MsoNormal" style="text-align: justify;"><span lang="PT-BR" style="font-family:Arial;font-size:10;"><span><span><span><span>A idéia de que substituições alélicas (inserções, deleções e inversões) de sequências de nucleotídeos ocorrem em intervalos mais ou menos regulares de tempo esteve presente desde o surgimento dos primeiros modelos criados para explicar a evolução molecular. Quando duas ou mais sequências homólogas de nucleotídeos apresentam tamanhos diferentes, pode-se inferir que, durante a história evolutiva dessas sequências, ocorreram inserções ou deleções de nucleotídeos. As substituições são denominadas “indels” [inserção (Figura 02) ou deleção(figura 03)], pois muitas vezes não se pode inferir com certeza qual era o nucleotídeo na condição ancestral (Calcagnotto, 2001).</span></span></span></span><o:p></o:p></span></p><p class="MsoNormal" align="center" style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family:Arial;"><span class="Apple-style-span"><img src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgGSB_1BHwqhX92Dc3lTWHBvfFVr6NRVNkKsvw1YBuEwkwBuCyIIJmfyATlkFapnLdHJ8q55HV1yt_5WkSAYcf1uZnRJq_G1AeSvAJyUok_al9PP5bdQB-y__ssGgGOFYO1oDYmDFcw-Q/s400/InsertionMutationGEN.gif" /></span></span></p><p class="MsoNormal" align="center" style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family:Arial;"><span class="Apple-style-span" style="font-size:small;">Figura 02- Mutação por Inserção</span><span class="Apple-style-span"><span class="Apple-style-span" style="font-size:small;">.</span></span></span></p><p class="MsoNormal" align="center" style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family:Arial;"><span class="Apple-style-span"><img src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEi_lGvEJ_t6aK7PDrZjI5XtCdDOOBu9kTFfdji8QcTwjO1eSPhDHh6ejX0R_NWAsay_NUA_3qGijIv7FmdNeZNE38f7CdHzWh_A4-BsxamdgooL3rLNiNzVOUBpByMowma_m7rIwPjo3A/s400/DeletionMutationGEN.gif" /></span></span></p><p class="MsoNormal" align="center" style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family:Arial;"><span class="Apple-style-span" style="font-size:small;">Figura 03- Mutação por Deleção.</span></span></p><p class="MsoNormal"><span lang="PT-BR" style="font-family:Arial;font-size:10;"><o:p></o:p></span></p><p class="MsoNormal" style="text-align: justify;"><span lang="PT-BR" style="font-family:Arial;font-size:10;">As mutações geradoras de substituições são as “transições” (quando uma purina (A,G) se transforma em outra purina ou uma pirimidina (C,G) se transforma em outra pirimidina) e “transversões” (quando uma purina se transforma em pirimidina ou o contrário) como na seguinte figura.<o:p></o:p></span></p><p class="MsoNormal" align="center" style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family:Arial;"><span class="Apple-style-span"><img src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiOE0V3hZIa9T0_9y_vLnQREp6vOP0Vt1oVWizGa5a6Uul-NnLFS2lypIxN718zeKEHzp1qo40tNVJ5OKE_8ZnTpzuKEF6A7gjzEE5Le2ja0TsaV04F7vnK8bnVQxSj4CNnZsgEl6b-CA/s400/TransitionTransversion.gif" /></span></span></p><p class="MsoNormal" align="center" style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family:Arial;"><span class="Apple-style-span" style="font-size:small;">Figura 04- Transições e Transversões.</span></span></p><p class="MsoNormal"><span lang="PT-BR" style="font-family:Arial;font-size:10;"><o:p></o:p></span></p><p class="MsoNormal" style="text-align: justify;"><span lang="PT-BR" style="font-family:Arial;font-size:10;">Quando se têm mutações nas regiões de codificação do genoma (exons), tais mutações são classificadas como “sinônimas” ou “não sinônimas”.<o:p></o:p></span></p><p class="MsoNormal"><span lang="PT-BR" style="font-family:Arial;font-size:10;"><o:p></o:p></span></p><p class="MsoNormal" style="text-align: justify;"><span lang="PT-BR" style="font-family:Arial;font-size:10;">As substituições sinônimas ocorrem mais frequentemente que as não sinônimas e são responsáveis pela transformação de um nucleotídeo por outro que leva a uma expressão equivalente (codificação dos mesmos aminoácidos). Tais substituições geralmente são neutras.<o:p></o:p></span></p><p class="MsoNormal"><span lang="PT-BR" style="font-family:Arial;font-size:10;"><o:p></o:p></span></p><p class="MsoNormal" style="text-align: justify;"><span lang="PT-BR" style="font-family:Arial;font-size:10;">As substituições não sinônimas são aquelas que levam às expressões diferentes daquela anterior à mutação. Nesse caso, as proteínas formadas podem ter novas funções, mas, no geral estas têm maior potencial deletério (levando à morte do indivíduo) como na figura 05.<o:p></o:p></span></p><p class="MsoNormal" align="center" style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family:Arial;"><span class="Apple-style-span"><img src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjwV3VYDr8bwg-1h9_p6vmdKT7taBf1OYBjaMcQ75JBC_4OL3Npn6ZArxZS0RxmO5pA1eZB6x2-arFnlJKKcxuLyGR9e8J5q3OMwMRdJ2JsAv9Z4Ag0HdtIgjwOUr0u5zwrbiWbt3TrjQ/s400/mistakes_fig1.gif" /></span></span></p><p class="MsoNormal" align="center" style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family:Arial;"><span class="Apple-style-span" style="font-size:small;">Figura 05- Mutações Sinônimas e Não Sinônimas.</span></span></p><p class="MsoNormal"><span lang="PT-BR" style="font-family:Arial;font-size:10;"><o:p></o:p></span></p><p class="MsoNormal" style="text-align: justify;"><span lang="PT-BR" style="font-family:Arial;font-size:10;">Ao se comparar uma amostragem de material genético a fim de detectar (por comparações) mutações, devem-se considerar as possíveis naturezas “degeneradas” do código genético (Calcagnotto, 2001). A maioria dos 20 aminoácidos é codificada por mais de um códon (figura 06).<o:p></o:p></span></p><p class="MsoNormal" align="center" style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family:Arial;"><span class="Apple-style-span"><img src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjaDrZWBeb2aW-gAZW3VpVxCdQHvWvx8ukVbWgd5CPyk8aX-OOdet2SDd7ByZJny7kpYdvMsxYG249flONlmyO5Ai9v1ie6wJPt29RzpyT_YfAr3Dda9wesFziuHxS00WAa_elOdusnWg/s400/1208438396_5080ffeda8.jpg" /></span></span></p><p class="MsoNormal" align="center" style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family:Arial;"><span class="Apple-style-span" style="font-size:small;">Figura 06- Tabela mostrando códigos degenerados.</span></span></p><p class="MsoNormal"><span lang="PT-BR" style="font-family:Arial;font-size:10;"><o:p></o:p></span></p><p class="MsoNormal" style="text-align: justify;"><span lang="PT-BR" style="font-family:Arial;font-size:10;">A amostragem retirada de uma proteína em estrutura terciária também pode influenciar nas taxas de substituição de nucleotídeos. Diferentes regiões da estrutura terciária (Figura 07) de uma proteína apresentam taxas evolutivas diferentes (Calcagnotto, 2001).<o:p></o:p></span></p><p class="MsoNormal" align="center" style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family:Arial;"><span class="Apple-style-span"><img src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgrSGwW3gfwv5oBLSikKSRnNg9PRDXj_Y5owWyLkgZtQFhoTJWDzKZeN3brlN6-jd8Rga91d3zQcNIHD9C5OFjB9ujbmAWqR_fHjrtjn2VjNYANqeh6dOITEOvfWa6H55i100_uIDe5xw/s400/RNA+tertiary.gif" /></span></span></p><p class="MsoNormal" align="center" style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family:Arial;"><span class="Apple-style-span" style="font-size:small;">Figura 07- Estrutura Terciária de uma proteína.</span></span></p><p class="MsoNormal"><span lang="PT-BR" style="font-family:Arial;font-size:10;"><o:p></o:p></span></p><p class="MsoNormal" style="text-align: justify;"><span lang="PT-BR" style="font-family:Arial;font-size:10;">Para regiões não codificadoras, os dados a respeito de substituições de nucleotídeos são bem menos abundantes. Comparando-se taxas de substituições de nucleotídeos entre essas sequências e os sítios degenerados (no caso 4x degenerados), onde todas as substituições são sinônimas, os valores são cerca de 50% maiores nos últimos.<o:p></o:p></span></p><p class="MsoNormal"><span lang="PT-BR" style="font-family:Arial;font-size:10;"><o:p></o:p></span></p><p class="MsoNormal" style="text-align: justify;"><span lang="PT-BR" style="font-family:Arial;font-size:10;">Nem todo DNA dos eucariontes está armazenado no núcleo. Algumas organelas contêm DNA próprio (os cloroplastos nas plantas e as mitocôndrias, nos organismos com respiração celular). Tanto os genes das mitocôndrias como os dos cloroplastos somente codificam as proteínas necessárias para a manutenção de suas funções e para expressão gênica (há pequenas regiões não codificadoras) (Calcagnotto, 2001).<o:p></o:p></span></p><p class="MsoNormal"><span lang="PT-BR" style="font-family:Arial;font-size:10;"><o:p></o:p></span></p><p class="MsoNormal" style="text-align: justify;"><span lang="PT-BR" style="font-family:Arial;font-size:10;">As taxas de substituições sinônimas em vertebrados são relativamente altas (5,7x10-8 /sítio/ano) (Brown et al., 1982). A alta taxa de substituição de nucleotídeos pode ser devida de uma alta taxa de mutação que poderia estar sendo causada pelo excesso de resíduos metabólicos, pela baixa fidelidade na replicação das mitocôndrias e pela ausência de um mecanismo de reparo (Li e Graur, 1991; Li, 1997).<o:p></o:p></span></p><p class="MsoNormal"><span lang="PT-BR" style="font-family:Arial;font-size:10;"><o:p></o:p></span></p><p class="MsoNormal" style="text-align: justify;"><span lang="PT-BR" style="font-family:Arial;font-size:10;">Por fim, dada a fórmula “r = K/2T”, onde “r” é a taxa de substituição de nucleotídeos, “K” o número de substituições moleculares por sítio entre duas sequências homólogas e “T” o tempo de divergência (Li, 1997), comparando-se a quantidade de substituições de nucleotídeos em algumas proteínas e o tempo de divergência de algumas espécies, no exame de táxons cada vez mais distantes (Calcagnotto, 2001), pode-se se montar uma escala cronológica e, dessa forma, inferir as idades de surgimento dos grupos biológicos durante a história evolutiva do planeta.<span style="mso-spacerun: yes"> </span><o:p></o:p></span></p><p class="MsoNormal"><span lang="PT-BR" style="font-family:Arial;font-size:10;"><o:p></o:p></span></p><p class="MsoNormal" style="text-align: justify;"><span lang="PT-BR" style="font-family:Arial;font-size:10;"></span></p><span><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;"><span class="Apple-style-span" style="font-size: small;"><b>R</b></span></span><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;"><span class="Apple-style-span" style="font-size: small;"><b>eferências</b></span></span></div></span></div><div style="text-align: justify;"><span><span><span class="Apple-style-span" style="font-size: small;"><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;">Calcagnotto, D., Taxas de evolução e o relógio molecular, p.51-61, 2001.</span></span></span></span></div><div style="text-align: justify;"><span><span><span class="Apple-style-span" style="font-size: small;"><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;">Ji, Q. et al., Transition fossil, NATUREVol 46,122, 2009.</span></span></span></span></div><div style="text-align: justify;"><span><span><span class="Apple-style-span" style="font-size: small;"><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;">Ridley, M., Evolução, 3a ed., 2006.</span></span></span></span></div><div style="text-align: justify;"><span><span><span class="Apple-style-span" style="font-size: small;"><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;">Stearns & Hoekstra, Evolução uma introdução, 1999.</span></span></span></span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-size: small;"><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;"><br /></span></span></div><div style="text-align: justify;"><span><span><span class="Apple-style-span" style="font-size: small;"><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;"><b>Fonte das Figuras</b></span></span></span></span></div><div style="text-align: justify;"><span><span><span class="Apple-style-span" style="font-size: small;"><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;">Figura 01:</span></span></span></span></div><div style="text-align: justify;"><span><span><span class="Apple-style-span" style="font-size: small;"><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;">http://scienceprofonline.googlepages.com/dna_cpk_lg_wiki.jpg/dna_cpk_lg_wiki-full.jpg</span></span></span></span></div><div style="text-align: justify;"><span><span><span class="Apple-style-span" style="font-size: small;"><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;">Figura 02:</span></span></span></span></div><div style="text-align: justify;"><span><span><span class="Apple-style-span" style="font-size: small;"><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;">www.intelihealth.com/i/I/InsertionMutationGEN.gif</span></span></span></span></div><div style="text-align: justify;"><span><span><span class="Apple-style-span" style="font-size: small;"><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;">Figura 03:</span></span></span></span></div><div style="text-align: justify;"><span><span><span class="Apple-style-span" style="font-size: small;"><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;">www.intelihealth.com/i/D/DeletionMutationGEN.gif</span></span></span></span></div><div style="text-align: justify;"><span><span><span class="Apple-style-span" style="font-size: small;"><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;">Figura 04:</span></span></span></span></div><div style="text-align: justify;"><span><span><span class="Apple-style-span" style="font-size: small;"><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;">http://chemistry.gravitywaves.com/CHEMXL153/GeneticsImages/DNAMutationRepair/TransitionTransversion.gif</span></span></span></span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-size: small;"><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;">Figura 05:</span></span></div><div style="text-align: justify;"><span><span><span class="Apple-style-span" style="font-size: small;"><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;">http://www.answersingenesis.org/tj/images/v18/i3/mistakes_fig1.gif</span></span></span></span></div><div style="text-align: justify;"><span><span><span class="Apple-style-span" style="font-size: small;"><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;">Figura 06:</span></span></span></span></div><div style="text-align: justify;"><span><span><span class="Apple-style-span" style="font-size: small;"><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;">http://farm2.static.flickr.com/1394/1208438396_5080ffeda8.jpg</span></span></span></span></div><div style="text-align: justify;"><span><span><span class="Apple-style-span" style="font-size: small;"><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;">Figura 07:</span></span></span></span></div><div style="text-align: justify;"><span><span><span class="Apple-style-span" style="font-size: small;"><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;">http://www.mse.ncsu.edu/yingling/wtTelomerase_pseudoknot.g</span></span><span class="Apple-style-span" style="font-size: small;"><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;">if</span></span></span></span><p class="MsoNormal" style="text-align: justify;"><span lang="PT-BR"><span class="Apple-style-span" style="font-size:small;"></span><o:p></o:p></span></p></div>Leandro Pereira Tostahttp://www.blogger.com/profile/10322558264195189917noreply@blogger.com2tag:blogger.com,1999:blog-2265163048479445553.post-48851915761454984402009-11-17T09:37:00.000-08:002009-11-18T04:28:09.361-08:00O Monte e a figueira<span style="font-family: arial;">Anna Carolina Russo</span><br />
<div align="justify"><a href="mailto:annacarolinarcm@gmail.com"><span style="font-family: arial;">annacarolinarcm@gmail.com</span></a><span style="font-family: arial;"> </span><br />
</div><span style="font-family: arial;"></span><br />
<div align="justify"><span style="font-family: arial;">Universidade Federal do ABC.</span><br />
</div><div align="justify"></div><div><span style="font-family: arial;"> </span><br />
</div><div align="justify"><span style="font-family: arial;">Richard Dawkins (nascido em 26 de março de 1941) aprendeu zoologia na Inglaterra e lecionou na Universidade da Califórnia e em Oxford – aposentou-se atualmente da cadeira de compreensão pública da ciência, da Universidade de Oxford. É um grande evolucionista e escritor de divulgação científica, criador de diversos termos como os “memes” e “gene egoísta”. Em seus escritos, Dawkins tenta rebater argumentos fundamentalistas de alguns religiosos para os quais a evolução apresentada por Darwin e aceita pelo meio científico é abusivamente improvável de acontecer.</span><br />
<span style="font-family: arial;"><span style="font-family: arial;"></span></span><br />
</div><div align="justify"><span style="font-family: arial;"><span style="font-family: arial;">Em vista de acabar com esses argumentos, Dawkins escreveu seu livro “A escalada do monte improvável: uma defesa da teoria da evolução”, em que são apresentados diversos cenários evolutivos para os animais, incluindo alguns feitos em programas de computadores como o “Netspider”, usados para ver a evolução das teias de aranhas. Seu livro gira em torno de uma metáfora central: uma figueira no alto de um monte. Este monte representaria a evolução de todos os animais, com cada pico representando seu grau de complexidade evolutivo. No cume está localizada a figueira (falaremos sobre ela no final desta resenha).</span></span><br />
</div><span style="font-family: arial;"><span style="font-family: arial;"><br />
<img alt="" border="0" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5405132752617779938" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgTs4ARsL2jZ2d3CUeLC3R15oWqqTeZy4dt0p5qLZdMXmh-1RCR2-EWB86RujWN_f1SCKZ2LpINuJ7zLhV2aLAMI94eQtvVC7rGySAbd08gsBoSdY_ktdy50Ye6SxITHrf2P2fPxslBjIw/s320/P%25C3%25B4r%2520do%2520sol%2520e%2520montanhas.jpg" style="display: block; height: 275px; margin: 0px auto 10px; text-align: center; width: 466px;" /></span> </span><br />
<div><span style="font-family: arial;"><span style="font-family: arial;"></span></span><br />
</div><div style="text-align: justify;"><span style="font-family: arial;">Logo no primeiro capítulo, Dawkins já insere conceitos como mimetismo, evolução convergente e seleção artificial, todos seguidos de exemplos curiosos presentes na natureza. Um dos mais interessantes, sobre mimetismo, conceito que se refere à forma na qual uma determinada espécie pode evoluir ficando muito parecida a uma outra espécie, fala do besouro <i>Coatonachthdes ovambolandicus.</i> Esta espécie de besouro mimetiza um cupim por viver entre eles – sua “fraude” dá-se através da presença de uma espécie de capa que cobre seu corpo, muito semelhante à do cupim verdadeiro, <i>Amitermes hastatus</i>.</span><br />
</div><div><div style="text-align: justify;"></div><div style="text-align: justify;"></div><span style="font-family: arial;"><span style="font-family: arial;"> </span></span><br />
<div style="text-align: justify;"><span style="font-family: arial;"><span style="font-family: arial;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgoGtFIN3NdvFxc-Jh80gu2iromnr55nsa6-haD6G7uZ2dqukvGXVcAr4Sr4mwFW8kn89JdlOT6FUL64KuY42sq9YHaoNXEbPCk0DFdxemr8tYdY3u_xUdFqTVJLSLtBgcEXQs_57YfIAI/s1600/Morcego+-+Asas.jpg"><img alt="" border="0" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5405136408059041266" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgoGtFIN3NdvFxc-Jh80gu2iromnr55nsa6-haD6G7uZ2dqukvGXVcAr4Sr4mwFW8kn89JdlOT6FUL64KuY42sq9YHaoNXEbPCk0DFdxemr8tYdY3u_xUdFqTVJLSLtBgcEXQs_57YfIAI/s320/Morcego+-+Asas.jpg" style="float: right; height: 340px; margin-bottom: 10px; margin-left: 10px; margin-right: 0px; margin-top: 0px; width: 335px;" /></a></span></span><br />
<span style="font-family: arial;"><span style="font-family: arial;">Dawkins explica a evolução convergente através de alguns exemplos de animais que evoluíram independentemente uns dos outros, mas alcançaram resultados parecidos. No capítulo “Alçando vôo”, ele comenta sobre a evolução dos animais até chegarem ao vôo. Alguns animais, como aves, morcegos e pterossauros, conseguiram alcançar os céus de forma independente uns dos outros. O mesmo vale para o formato hidrodinâmico de alguns mamíferos (golfinhos), peixes (como o marlim azul), répteis (como o Ichtiosaurus) e aves (como o pingüim de Galápagos), todos com nadadeiras e uma espécie de bico alongado. Esses atributos foram adquiridos independentemente pois os organismos são de famílias diferentes. Eles já haviam se separado ao longo da história evolutiva, caminhando para picos diferentes do monte Improvável, porém chegando a resultados parecidos.</span></span><br />
</div><div align="justify"><span style="font-family: arial;"><span style="font-family: arial;"> </span></span><br />
<span style="font-family: arial;"><span style="font-family: arial;">O homem pode também interferir nessa seleção fazendo com que espécies cheguem a resultados que ele mesmo escolheu consciente ou inconscientemente. Esse é o conceito de seleção artificial. Um exemplo clássico da seleção artificial são as diversas raças de cachorros existentes hoje, que foram selecionadas a partir do cruzamento entre animais com características marcadas. Desta forma, com o passar das gerações, essas características foram se acentuando cada vez mais, até chegar às raças conhecidas.</span></span><br />
</div><div align="justify"></div><span style="font-family: arial;"><span style="font-family: arial;"><img alt="" border="0" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5405143482385291490" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiHnm3zIZ8H0K8ILX0quw1QRyT1BFVcqhRVusNys9BYi5seGYWJsJqF6AEJ5Yctld2jJu6OqSEMiQ4vsIDIyV5tPqaekQqOSlqmb0R-BO-wJ3kQqbvHT67LFR1MfK-erKlHke4XlHBSJp8/s400/Ra%C3%A7as+de+cachorros.jpg" style="display: block; height: 235px; margin: 0px auto 10px; text-align: center; width: 400px;" /> </span></span><br />
<div align="justify"></div><div align="justify"></div><div align="justify"></div><div align="justify"></div><div align="justify"></div><div align="justify"><span style="font-family: arial;"><span style="font-family: arial;"><b>Caminhos da evolução</b></span></span><br />
</div><div align="justify"></div><span style="font-family: arial;">Para entender melhor os caminhos tomados pela evolução, cientistas inventaram programas de computadores que aceleram hipoteticamente o desenvolvimento evolutivo das espécies. Da mesma forma que a seleção natural, definida por Charles Darwin como a pressão imposta pela natureza que selecionará os mais aptos, com atributos vantajosos que levam à reprodução diferencial e à perpetuação da espécie, os cientistas programam qual será a condição no qual a espécie virtual continuará a se desenvolver, gerando descendentes. Além disso, é definida uma taxa de mudanças por gerações que seriam as próprias mutações gênicas. No final de muitas gerações, que podem acontecer em uma fração de segundos, os cientistas obtêm como resultado a espécie resultante que seria a mais bem adaptada para perpetuar seus genes.</span><br />
<div align="justify"><span style="font-family: arial;"><span style="font-family: arial;"> </span></span><br />
<span style="font-family: arial;"><span style="font-family: arial;">Esta forma de pesquisa é muito relevante para entender o processo das mutações. Isso porque, através dos estudos com esse tipo de programa, percebeu-se que mesmo com pequenas mudanças nos biomorfos, como são chamados os organismos virtuais, acontecia grandes mudanças ao longo das gerações que foram selecionadas a partir do que o programador estipulou nas condições iniciais. Portanto, se compararmos com a verdadeira evolução dos animais, percebe-se que pequenas mudanças genéticas podem levar a grandes transformações futuras, porém essas mudanças são graduais e levam certo tempo para que se fixar na população pois são passadas através das gerações e selecionadas de acordo com as imposições do ambiente.</span></span><br />
</div><div align="justify"><span style="font-family: arial;"><span style="font-family: arial;"> </span></span><br />
<span style="font-family: arial;"><span style="font-family: arial;">Uma grande polêmica que é discutida pelo autor é a questão da aleatoriedade das mutações, isso por que algumas pessoas não conseguem entender como o homem conseguiu chegar à tamanha complexidade (em vários dos seus sistemas) através do puro acaso. Segundo Dawkins, as mutações são aleatórias no sentido de não serem direcionadas para o aperfeiçoamento. No entanto, a seleção natural tem o papel de filtrar e direcionar essas variações genéticas oferecidas pelas mutações. Portanto, se a teoria evolutiva fosse somente sustentada pelas mutações gênicas, ela seria baseada no puro acaso, porém, como ela trabalha juntamente com a seleção natural, ela passa a conter também um componente não aleatório.</span></span><br />
</div><div align="justify"><span style="font-family: arial;"><span style="font-family: arial;"> </span></span><br />
<span style="font-family: arial;"><span style="font-family: arial;">Bernard Kettlewell fez uma pesquisa sobre as mariposas pretas e brancas, na qual exemplifica muito bem a relação das mutações e a seleção natural. Kettlewell verificou que existiam mariposas da cor preta e branca que viviam no mesmo ambiente (na Inglaterra pré-revolução industrial). As pretas acabavam sendo mais expostas por não conseguirem se camuflar, sendo predadas mais rapidamente. Isso fazia com que existissem mais mariposas brancas que pretas. Porém, após a revolução industrial, os troncos das árvores passaram a ser mais escuros por conta da poluição, o que facilitou a camuflagem das mariposas pretas. Desta forma as, mariposas pretas conseguiram aumentar sua população em relação às brancas, que começaram a ter mais dificuldades para sobreviver aos predadores. As mutações ocorriam sem um direcionamento específico, já que, em um primeiro momento, existiam tanto mariposas brancas quanto pretas. Mas a seleção natural agiu sobre essa população diversa, fazendo com que fosse direcionada uma característica específica através da sobrevivência diferencial das mariposas pretas.</span></span><br />
</div><div align="justify"><span style="font-family: arial;"><b><span class="Apple-style-span" style="font-size: x-small;"><br />
</span></b></span><br />
<span class="Apple-style-span" style="font-family: arial; font-weight: bold;">Macroevolução</span><br />
</div><div align="justify"></div><span style="font-family: arial;"><span style="font-family: arial;"> </span></span><br />
<div align="justify"><span style="font-family: arial;"><span style="font-family: arial;">Algumas características podem surgir através de mutações inesperadas. Essas macromutações, assim chamadas por Dawkins, podem acelerar ou até mesmo facilitar a “construção” de organismos mais complexos. Um exemplo vem da comparação do número de vértebras das girafas e das cobras: basta uma pequena modificação no embrião em desenvolvimento para quadruplicar o tamanho das vértebras do pescoço de uma girafa, porém ela continua tendo sete vértebras; uma cobra, por sua vez, possui cerca de duzentos a trezentas vértebras, que foram incorporadas ao longo de sua evolução através de alguma macromutação.</span></span><br />
</div><div align="justify"><span style="font-family: arial;"><span style="font-family: arial;"> </span></span><br />
<span style="font-family: arial;"><span style="font-family: arial;">É válido notar que a evolução sempre caminhará rumo aos picos do monte e nunca voltará para seus vales para tomar outro caminho. Essa argumentação já fora feita por Sewall Wright e agora é retomada por Dawkins, aliás, a própria metáfora do monte, segundo Dawkins, foi originária de Wright. O que eles querem dizer é que, se um grupo de mamíferos já conquistou a terra a partir da evolução de seus pulmões e se, por algum motivo, alguma linhagem tiver que voltar a viver nas águas, ela não vai voltar a ter brânquias assim como seus ancestrais possuíam. Provavelmente, essa espécie continuará respirando o ar atmosférico através de seus pulmões e para isso nadará até a superfície, como acontece com as baleias.</span></span><br />
</div><div align="justify"><span style="font-family: arial;"><span style="font-family: arial;"> </span></span><br />
<span style="font-family: arial;"><span style="font-family: arial;">Apesar de sua teoria ter grandes repercussões, Darwin se intrigava com certas questões de difícil explicação, como a complexidade dos olhos. Causava-lhe arrepios pensar que este órgão chegou a um elevado grau de complexidade por causa da seleção natural. Por isso, Dawkins separou um capítulo só para explicar sobre o mecanismo dos olhos dos animais: a grande maioria evoluiu independentemente. Existem muitos tipos de olhos desde o tipo orifício, como o dos seres humanos, até os olhos compostos de alguns insetos. Ele explica que a evolução dos olhos pode ter acontecido de forma que cada modificação em uma célula fotoreceptora fosse tão importante para a sobrevivência que uma mínima mudança nessa estrutura já tornava aquela espécie mais apta para passar seus genes aos seus descendentes. Isso pode ter levado à alterações significativas do olho ao longo das gerações.</span></span><br />
</div><div align="justify"><span style="font-family: arial;"><b><span class="Apple-style-span" style="font-size: x-small;"><br />
</span></b></span><br />
<span class="Apple-style-span" style="font-family: arial; font-weight: bold;">A figueira</span><br />
</div><div align="justify"></div><span style="font-family: arial;"><span style="font-family: arial;"> </span></span><br />
<div align="justify"><span style="font-family: arial;"><span style="font-family: arial;">Onde a figueira se encaixa nas explicações sobre a evolução? </span></span><br />
</div><div align="justify"><span style="font-family: arial;"><span style="font-family: arial;"> </span></span><br />
<span style="font-family: arial;"><span style="font-family: arial;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiSpPBFe-RELLA-3qUEeueShADfqJJ6yxsAGfzP7X67R8FBIZkF19WTEbIn7CgtOvwZTnmE8I1gi8_sUrMaupL_uMYa-UOVO0s7ChnuEIa8k6LlyfekxO5vIMOooNRsLhCItTSAMn2j42A/s1600/figo.jpg"><img alt="" border="0" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5405138323802653986" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiSpPBFe-RELLA-3qUEeueShADfqJJ6yxsAGfzP7X67R8FBIZkF19WTEbIn7CgtOvwZTnmE8I1gi8_sUrMaupL_uMYa-UOVO0s7ChnuEIa8k6LlyfekxO5vIMOooNRsLhCItTSAMn2j42A/s320/figo.jpg" style="float: left; height: 348px; margin: 0px 10px 10px 0px; width: 304px;" /></a> O figo, na verdade não é uma fruta, apesar de sempre olharmos ela como tal. Ele é uma inflorescência (conjunto de flores), assim como o girassol não é uma única flor, mas sim um conjunto delas localizadas em seu centro. As flores do figo estão posicionadas em seu interior – estas flores são polinizadas por vespas que chegam ao seu interior através de um orifício na extremidade inferior do figo. Dawkins considera a relação entre o figo, ou o “jardim murado” assim chamado por ele, e a vespa como o ponto mais alto da realização evolutiva. Isso porque o relacionamento entre eles envolve uma dura e árdua tarefa de polinização por parte das vespas, que leva a sua mutilação e a caminhos tortuosos a serem enfrentados. Apesar de tudo, essa relação não envolve deliberação e nem qualquer tipo de inteligência, pois a vespa possui um minúsculo cérebro e a figueira não tem nada parecido com um. Para Dawkins “tudo isso é produto de um ajuste fino darwiniano inconsciente em cuja intrincada perfeição não deveríamos crer se não estivesse diante de nossos olhos”.</span></span><br />
</div><div align="justify"><span style="font-family: arial;"><b><span class="Apple-style-span" style="font-size: x-small;"><br />
</span></b></span><br />
<span class="Apple-style-span" style="font-family: arial; font-weight: bold;">Bibliografia:</span><br />
</div><div align="justify"></div><div align="justify"><span style="font-family: arial;"><span style="font-family: arial;">Dawkins, R, A escalada do monte improvável: uma defesa da teoria da evolução, 2006.</span></span><br />
</div><span style="font-family: arial;"><b><span class="Apple-style-span" style="font-size: x-small;"><br />
</span></b></span><br />
<span class="Apple-style-span" style="font-family: arial; font-weight: bold;">Fonte das figuras:</span><br />
<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;"><span class="Apple-style-span" style="font-size: small;">Fig. 01: https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgOTUpfpUYu45WSHB7FTBd78gxU4rk2mcyY7hY8TrrVswvAbK00VC0JDCBWZH3B9hbEwI2dhruCeVqzIfisVV5LWydn5iGAyWorkUJhgBmfgqzFfSLE-LYrTHAR62Q8v4idGJ_1hErKeoo/s400/P%25C3%25B4r%2520do%2520sol%2520e%2520montanhas.jpg<br />
Fig. 02: https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEju84k8-obChytOvA33Z8Kdp7PAilf25U1g__tiR0lLhVbDerw17_-lrQerKWkq0DSYFYlys34EUEY235C0-sOpl6BgLjKyQ1d37c81k9R_cUj-co7fQ8V4sOhy7LUb-ntVre96hkni7Trc/s400/Morcego+-+Asas.jpg<br />
Fig. 03: http://www.petpetisco.com/upload/useruploads/images/Raças+de+cachorros.jpg<br />
Fig. 04: http://bellsblog.files.wordpress.com/2009/05/figo.jpg</span></span><span style="font-family: arial;"><span style="font-family: arial;"><span style="font-family: arial;"></span></span></span><br />
</div><span style="font-family: arial;"></span>Anna Carolina Russohttp://www.blogger.com/profile/11081840814666948411noreply@blogger.com1tag:blogger.com,1999:blog-2265163048479445553.post-50114669186915568432009-11-10T13:45:00.000-08:002009-11-11T03:45:31.109-08:00A grandiosa complexidade da vida<span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;">por Leandro Pereira Tosta</span></span><br /><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;">Universidade Federal do ABC</span></span><br /><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;">e-mail: leandropereiratosta@gmail.com</span></span><br /><br /><span style="font-weight: bold;font-size:100%;" ><span style="font-family:arial;">A grandeza natural</span></span><br /><div style="text-align: justify;"><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;"><br />As populações mendelianas são conservativas quando não se encontram sob seleção, porém, sob forte seleção, elas podem rapidamente produ</span></span><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;">zir combinações de genes que são, em uma primeira impressão, extremamente improvávei</span></span><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;">s (Hoekstra e Stearns, 1991). Mas qual a dimensão dessa improbabilidade? Quais são os mecanismos responsáveis pela grandiosa multiformidade da natureza? Essas são algumas das questões que Richard Dawkins (1986) discute em sua obra “O Relojoeiro Cego”, assim como a questão d</span></span><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;">o desíg</span></span><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;">nio divino e da evolução das espécies à luz do darwinismo.</span></span><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;"><br /><br />Para nossa discussão, devemos inicialmente refletir sobre a engenhosidade da formação dos seres vivos em relação às obras consideradas de altíssima complexidade tecnológica desenvolvidas pela inteligência humana.</span></span> <span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;"><br /><br />Consideráveis aperfeiçoamentos na aviação se </span></span><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;">deram desde o 14-Bis, criado por Santos Dumont no início do século XX, devido principalme</span></span><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;">nte às guerras ocorridas no mundo. O ápice do avanço na velocidade de um avião tripulado se dá com o modelo SR-71 “Blackbird” (Fig. 1) do exército</span></span><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;"> norte americano, cuja velocidade ultrapassa em três vezes a velocidade do som (mais rápido que um míssil). Para se colocar em prática o projeto “Blackbird” foram gastos bilhões de dóla</span></span><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;">res, muitos anos de pesquisa no desenvolvimento da tecnologia e dedicação de dezenas d</span></span><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;">e cientistas.</span></span><br /><br /><div style="text-align: center;"><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEh9FF-lIvJkY_ZykAblpl4-FTi2PjLwncZA4xxUu1GXuC65owB53aQeHE5bgQV6SgZ3qomokvngoLxZyHVuv_4i4NFXgJgn5-gGmZj7H4X6JNY-sj9JtgLw1NCnMurFNNFV00yxoyqzq_K4/s1600-h/765px-Lockheed_SR-71_Blackbird.jpg"><img style="margin: 0px auto 10px; display: block; text-align: center; cursor: pointer; width: 400px; height: 313px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEh9FF-lIvJkY_ZykAblpl4-FTi2PjLwncZA4xxUu1GXuC65owB53aQeHE5bgQV6SgZ3qomokvngoLxZyHVuv_4i4NFXgJgn5-gGmZj7H4X6JNY-sj9JtgLw1NCnMurFNNFV00yxoyqzq_K4/s400/765px-Lockheed_SR-71_Blackbird.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5402808169321498786" border="0" /></a><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;"><span style="font-size:85%;">Figura 1 - SR-71 Blackbird</span></span></span><span style="font-size:85%;"> </span><br /></div><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;"><span style="font-size:85%;"><br /></span>Seria quase inacreditável imaginar que em um curto espaço de tempo fosse possível a decolagem do primeiro avião até o surgimento de modelos tão velozes quanto uma bala de revólver se não houvesse os conhecimentos acumulados pelo homem. Na biologia, as coisas não são muito diferentes. É preciso olhar mais criticamente a natureza ao nosso redor e analisar quão improvável é a formação de um ser vivo e as circunstâncias que levam à diversidade de espécies no planeta.</span></span><br /><br /><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;">Acredita-se que o primeiro “p</span></span><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;">asso” da vi</span></span><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;">da deu-se nos oceanos, que eram verdadeiros caldos de compostos químicos reunidos em decorrência da quiralidade (polarização entre cargas elétricas) molecular e de condições físicas específicas (temperatura, composição atmosférica, choques mecânicos e descargas elétricas) por um processo aleatório, dispondo aminoácidos em ordens passíveis de originar proteínas e, em um momento posterior, a vida em si. Como é possível que um evento como a origem da vida, em meio a uma incrível improbabilidade, tenha ocorrido? </span></span> <span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;">Vamos exemplificar essa improbabilidade através </span></span><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;">de um cenário hipotético.As 31 letras em THEREISGRANDEURINTHISVIEWOFLIFE (“Há grandeza nesta visão da vida”) podem ser comparadas a uma sequência de 31 genes (cada letra, um gene), com 26 versões diferentes possíveis (cada gene pode assumir 26 letras distintas, A, B, </span></span><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;">C etc.). Se a evolução posicionasse tais sequências de maneira completamente aleatória, ela teria de selecionar entre 26³¹ (7,31 x 1043) diferentes combinações possíveis de letras até chegar à sequência certa (Dawkins, 1986). Diante desse número, fica fácil mostrar como a evolução NÃO tem apenas um componente aleatório.<br /><br />Em organis</span></span><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;">mos vivos, a seleção natural provoca o aumento da</span></span><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;"> freqüência de combinações gênicas favoráveis, e a replicação acurada tanto das moléculas quanto nas populações (Ewens, 199</span></span><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;">3). Nas palavras de Dawkins (1986), “A seleção natural, processo cego, inconsciente e automático que Darwin descobriu e que agora sabemos ser a explicação para a existência e para a forma aparentemente premeditada para de todos os seres vivos, não tem nenhum propósito em mente. Ela não t</span></span><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;">em nem mente nem capacidade de imaginação. Não tem nem visão nem antevisão. Se é que se pode dizer que ela desempenha o papel de relojoeiro da natureza, é o relojoeiro cego”.<br /><br /></span></span><span style="font-weight: bold;font-size:100%;" ><span style="font-family:arial;">Evolução, transformismo e desígnio d</span></span><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;"><span style="font-weight: bold;">ivino</span><br /><br /></span></span><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;">O pensamento cientificista a partir do século XIX passa a valorizar ainda mais a discussão de conceitos sobre a</span></span><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;"> vida. Esforços de grandes cientistas se deram a fim de questionar a crença criacionista. Desde então, a ciência tem procurado compreender o ser vivo como parte inerente da natureza, sem considerar o sobrenatural.<br /><br />É no século XIX que surge a biologia evolutiva, que não prevê a existência de um desígnio divino para explicar a natureza. </span></span> <span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;">Evolução significa mudança, mudança na forma e no comportamento dos organismos ao longo das gerações. As formas dos organismos em todos os níveis, desde a sequência de DNA até a morfologia macroscópica e o comportamento social, foram mo</span></span><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;">dificadas a partir dos seus ancestrais durante a evolução (Ridley, 2006). Nesse sentido encaixa-se a fra</span></span><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;">se “nada na biologia faz sentido exceto à luz da evolução” (Dobzhansky, 1973).</span></span><br /><br /><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;">As três principais idéias quanto à origem da vida são: evolução, transformismo, e criacionismo. Na evolução, todas as espécies têm uma origem comum e podem mudar ao longo do tempo. No transformismo, as espécies têm origens separadas, mas podem mudar. No criacionismo, as espécies têm origens separadas e não mudam (Ri</span></span><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;">dley, 2006).<br /><br /></span></span><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;"><span style="font-weight: bold;">O exemplo dos felinos</span><br /><br /></span></span><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;">A saga dos felídeos sobre a terra, segundo o evolucionismo, começou na Ásia. A primeira grande radiação (derivação) moderna desse grupo teria ocorrido há 10,8 milhões de anos, com o surgimento da linhagem <span style="font-style: italic;">Panthera </span>da qual fazem parte o leão, a onça, o leopardo e o tigre. Na América do Sul, esse grupo chegou há cerca de 2,3 milhões de anos (Antunes et al., 2</span></span><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;">006). O evolucionismo constrói um cenário </span></span><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;">em que a linhagem <span style="font-style: italic;">Panthera </span>é fruto de derivações, seleções e adaptações de organismos já existentes (ancestrais comuns).</span></span><br /><br /><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;">Segundo o transformismo, os representantes da linhagem <span style="font-style: italic;">Panthera </span>se originaram independentemente a partir da matéria inanimada e “evoluíram”, tendendo ao aumento da complexidade morfológica, a partir da influencia da geografia local. O principal representante do transformismo foi o naturalista francês Lama</span></span><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;">rck. A teoria transformista não explicava satisfatoriamente a semelhança morfológica entre indivíduos considerados grupos irmãos pelo darwinismo, que deteriam características comuns. Hoje, pelo desenvolvimento da engenharia genética, comparando-se dados moleculares, sabe-se que o transformismo é uma teoria refutada e caída em desuso.</span></span><br /><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;"><br /></span></span><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;">As idéias criacionistas para explicar a origem da linhagem Panthera pressupõem duas vertentes (Ridley, 2006): os felinos domésticos (<span style="font-style: italic;">Felis catus</span>) (Fig. 2) forma pré-concebidas a partir de um desígnio divino e não sofreram modificações ao longo dos anos, assim como os demais felinos. A teoria criacionista pode ser colocada em xeque ao se indagar a seguinte questão: se o Felis catus tem origem no “início” dos tempos, juntame</span></span><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;">nte com todos os outros animais, por que são encontrados fósseis muito antigos, com centenas de milhões de anos, de grupos como artrópodes, e não de felinos? Ou ainda, co</span></span><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;">mo explicar a incrível semelhança genética e morfológica entre os representantes das várias linhagens? Como se pode observar, a teoria do desígnio divino traz incoerências muito fortes (Dawkins, 1986).</span></span><br /><br /><div style="text-align: center;"><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjNsea9sWgQk1322Jqinzylxiwwd2EX1UBmLXiKdjoBEQHI6s0Vi87Q13X4vHyv27SKQsQydkSjSbV4FVwG9XpvVdEf5s9NeQhYjasm3zzs89U3LzQLpseimuLgloVNqerTIuvPHnJ-uPS2/s1600-h/gato.jpg"><img style="margin: 0px auto 10px; display: block; text-align: center; cursor: pointer; width: 400px; height: 300px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjNsea9sWgQk1322Jqinzylxiwwd2EX1UBmLXiKdjoBEQHI6s0Vi87Q13X4vHyv27SKQsQydkSjSbV4FVwG9XpvVdEf5s9NeQhYjasm3zzs89U3LzQLpseimuLgloVNqerTIuvPHnJ-uPS2/s400/gato.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5402808235819662674" border="0" /></a><span style="font-size:85%;"><span style="font-family:arial;">Figura 2 - <span style="font-style: italic;">Felis catus </span>(gato doméstico).</span></span><br /></div><br /><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;">Explicando a evolução </span></span> <span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;">Stearns & Hoekstra (1999) salientam que “para explicar a evolução das histórias da vida, devemos combinar infor</span></span><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;">mações de quatro fontes: demografia, genética quantitativa, trocas (tendendo ao equilíbrio) entre desempenho e custo energético e cladística”. </span></span> <span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;">A demografia conecta a variação específica de tamanho e de idade à variação do desemp</span></span><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;">enho com relação à sobrevivência e à fecundidade, referindo-se à seleção natural sobre os traços da história da vida. Consideremos, por exemplo, uma população de formigas. A faixa etária “ótima” para a reprodução dessa formiga é X semanas. Porém, se uma doença ou maior pressão de um predador assolar o formigueiro, a resposta evolutiva diminui a faixa etária de reprodução para X-Y (onde Y é o tempo necessário que pode representar dias ou até semanas, para não se extinguir tal população, e é orientado pela seleção natural).<br /><br /></span></span><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;">Traços poligênicos quantitativos (alterações nas estruturas dependendo da herdabilidade) relacionam resposta forte à seleção quando há grande herdabilidade. Tal fato é c</span></span><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;">ompreendido com a ajuda da genética quantitativa. Um exemplo é dado por Yoo (1980). Conseguiu-se uma resposta muito forte à seleção sobre o número de cerdas abdominais em moscas <span style="font-style: italic;">Drosophila</span>, um traço com grande herdabilidade. Por outro lado (Nordskog, 1977), a seleção sobre a taxa de reprodução de ovos de galinha, um traço de baixa herdabilidade, não obteve sucesso.</span></span><br /><br /><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;">Na natureza, os organismos estão susceptíveis ao balanço entre trocas de investimento de energia, uma “economia natural” (Ricklefs, 2003) em que traços morfológicos que demandam grandes quantidades de energia, mas são vantajosos (como a plumagem da cauda do pavão macho necessária no cortejo da fêmea), e</span></span><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;">m troca deixam seus portadores vulneráveis aos predadores (que encontram certa facilidade de ataque, pois a presa possui pouca mobilidade devido à grande massa que a plumagem fornece). </span></span> <span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;">Os efeitos filogenéticos são a contribuição dos traços compartilhados por todos os indivíduos de uma espécie ou uma clado.<br /><br /></span></span><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;">Cladogramas são árvores filogenéticas que carregam informações em análise (Fig. 3). As representações de árvores filogenéticas baseiam-se, estruturalmente, no princípio de ancestralidade comum que nada mais é do que o cerne da teoria da evolução. A grande importância dessas representações é que pod</span></span><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;">em ser entendidas pelo público em geral de modo mais prático e muito mais simplificado. Podem-se interpretar as árvores evolutivas e usá-las para organização da biodiversidade sem conhecer em detalhes as deduções e o método para inferências filogenéticas.</span></span><br /><br /><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;">Uma árvore evolutiva é uma descrição, através de diagramas, das relações entre entidades biológicas conectadas por meio de ancestrais comuns (ancestralidade comum). Tais árvores podem contar a história evolutiva dos vários seres vivos que coexistiram na Terra por mais de quatro bilhões de anos. É possível reconstruir a</span></span><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;"> árvore da vida “galho por galho” a partir de táxons terminais representados pelos galhos finais que se conectam a um único tronco e raízes universalmente compartilhadas (Tosta, 2009).</span></span><br /><br /><div style="text-align: center;"><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhfwcce65Halj5SxL2X7kIx443qxu7thPYJHUZ9HNV4irzqcP6B-nPf-swzCX7yLHmPoOjT2C_2LBRqeay5LkhB7wdYlNXlrJU1KW6z2ziy2ya5d1jxjZ2yv1hmMmmJoBaq5lQAsSZJP4EV/s1600-h/Clado.jpg"><img style="margin: 0px auto 10px; display: block; text-align: center; cursor: pointer; width: 400px; height: 215px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhfwcce65Halj5SxL2X7kIx443qxu7thPYJHUZ9HNV4irzqcP6B-nPf-swzCX7yLHmPoOjT2C_2LBRqeay5LkhB7wdYlNXlrJU1KW6z2ziy2ya5d1jxjZ2yv1hmMmmJoBaq5lQAsSZJP4EV/s400/Clado.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5402808279595592834" border="0" /></a><span style="font-size:85%;"><span style="font-family:arial;">Figura 03 - representação de um cladograma. Os terminais nem sempre são espécies, podem ser gêneros, famílias ou outros níveis hierárquico (adaptado de Lopes, 2002).</span></span><br /></div><br /><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:arial;"><span style="font-weight: bold;">Comentários finais</span><br /><br />Segundo os comentários apresentados ao longo desta resenha, podemos analisar um pouco mais profundamente as relações entre organismos recentes e suas origens. Assim, é importante discutir a respeito da real história que se desenrola a luz do evolucionismo impulsionado pela seleção natural (mas não só por ela). Devemos nos ater nas às evidências apresentadas e refutar as teorias que não oferecem respostas concretas às questões sobre as quais nos deparamos cotidianamente. Para se compreender a grandiosidade das belas e eficientes formas que os organismos apresentam, devemos nos lembrar do surgimento do primeiro organismo, os bilhões de anos que o separam dos seus ancestrais recentes, a extrema complexidade morfológica que estes apresentam e ainda os eventos construtores das formas atuais (seleção natural e deriva genética) que os modelaram e os modelam ainda hoje. A reflexão crítica se faz necessária para aceitarmos, definitivamente, a grandiosa complexidade da vida. </span></span> </div> <div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;font-family:arial;"><span style="line-height: 150%;font-size:100%;" lang="PT-BR"><o:p> </o:p></span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%; text-align: justify;font-family:arial;"><span style="line-height: 150%;font-size:100%;" ></span></p><div style="text-align: justify;"><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" ><span style="font-weight: bold;"><br />Bibliografia:</span></span><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" ><span style="font-size:85%;">Antunes, A., Eizirik, E., Johnson, W.E., Murphy, W.J., O’Brien, S.J., Pecon-Slattery, J., Teeling, E., The late iocene radiation of modern Felidae: a genetic assessment, Science, vol. 311, n. 5757, p. 73-77, 2006.</span></span><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" ><span style="font-size:85%;">Dawkins, R., O relojoeiro Cego, 1986.</span></span><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" ><span style="font-size:85%;">Gregory, T.R., Understandining Evolutionary Trees: Education and Outreach, vol. 1, n. 2, p. 121-137, 2008.</span></span><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" ><span style="font-size:85%;">Lopes, S. Bio2, São Paulo, Saraiva, 2002.</span></span><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" ><span style="font-size:85%;">Motoyama, S., O Nascimento da Evolução Biológica, Scientific American Brasil, p. 45-53, 2006.</span></span><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" ><span style="font-size:85%;">Tosta, L.P., A evolução dos conceitos sobre árvores filogenéticas parte 1, www.evolucaodemetazoa.blogspot.com, 2009.</span></span><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" ><span style="font-size:85%;">Ricklefs, A Economia da Natureza, 3a ed., 2006. Ridley, M., Evolução, 3a ed., 2006.</span></span><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" ><span style="font-size:85%;">Santos, C.M.D, Os dinossauros de Hennig: sobre a importância do monofiletismo para sistemática biológica, Scientia Studia, p. 179-200, 2008.</span></span><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" ><span style="font-size:85%;">Scott, G.B.E.C., Manobras mais recentes do criacionismo, Scientific American Brasil Especial- Evolução da evolução, 81, p. 82-89, 2009.</span></span><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" ><span style="font-size:85%;">Stearns & Hoekstra, Evolução uma introdução, 1999.</span></span><br /><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" ><span style="font-weight: bold;">Fonte das figuras:</span></span><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" ><span style="font-size:85%;">Figura 01:</span></span><br /><span style="font-size:100%;"><a href="http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Lockheed_SR-71_Blackbird.jpg"></a><span style=";font-family:arial;font-size:85%;" >http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Lockheed_SR-71_Blackbird.jpg</span></span><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" ><span style="font-size:85%;">Figura 02:</span></span><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" ><span style="font-size:85%;">http://www.mooseyscountrygarden.com/cat-dog-pictures/tabby-cat.jpg</span></span></div><p class="MsoNormal" style="line-height: 150%;"><span style="line-height: 150%;font-size:10;" lang="PT-BR"><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" ></span><o:p></o:p></span></p>Leandro Pereira Tostahttp://www.blogger.com/profile/10322558264195189917noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-2265163048479445553.post-90322773215331629982009-11-03T20:11:00.003-08:002009-11-04T06:49:02.799-08:00Sobre as infinitas formas de Grande Beleza: Divulgando a evolução dos animais pela internet<div align="left"> </div><div align="left"> </div><div align="left"> </div><div align="left"></div><div align="justify"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgTf2HIXrxDGOo81lTjn7eAqmNZXNVKIodcn9VOFWxcGjGp7x5WHXHOzSQLSwSZN6jK2GwTt0oQa8B1M8uBWES07_GbxM1_eHEv_8RgnUA1XjejnniuuEo6BCowNkScZHdB74A8uRNCfx0/s1600-h/noticia1_clip_image001_0000.jpg"><span style="font-size:130%;"><img style="MARGIN: 0px 10px 10px 0px; WIDTH: 164px; FLOAT: left; HEIGHT: 228px; CURSOR: hand" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5400098002615100466" border="0" alt="" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgTf2HIXrxDGOo81lTjn7eAqmNZXNVKIodcn9VOFWxcGjGp7x5WHXHOzSQLSwSZN6jK2GwTt0oQa8B1M8uBWES07_GbxM1_eHEv_8RgnUA1XjejnniuuEo6BCowNkScZHdB74A8uRNCfx0/s400/noticia1_clip_image001_0000.jpg" /></span></a><span> </span><span><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;"><span class="Apple-style-span" style="font-size:small;">Ocorrido entre os dias 21 e 23 de outubro, na Pontifícia Universidade Católica de São Paulo, o 1º Salão Nacional de Divulgação Científica foi um evento em comemoração à Semana Nacional de Ciência e tecnologia com o tema "Popularização da Ciência no Brasil". A PUC uniu cientistas, artistas, pensadores, estudantes do ensino médio, graduandos e pós-graduandos para realizarem debates, palestras, atividades culturais e mostra científica, mostrando a preocupação tanto por parte dos organizadores do evento quanto por parte dos próprios participantes em divulgar o conhecimento de uma forma mais abrangente possível.</span></span></span></div><div align="justify"><span><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;"><span class="Apple-style-span" style="font-size:small;"><br />Dentre todos os trabalhos inscritos, o nosso, sobre divulgação da Biologia pela internet, foi um dos selecionados. Apresentamos os métodos e os resultados do nosso blog de forma oral para uma sala onde estavam presentes pessoas tanto da área de humanas quanto biológicas e exatas, além de algumas que faziam curso técnico.</span></span></span></div><div align="justify"><span><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;"><span class="Apple-style-span" style="font-size:small;"><br />Justamente pelo público abrangente, foram levantados pontos de discussão que não imaginamos, como a relação do nosso trabalho com a ferramenta usada para divulgação (a internet). Como se sabe, apesar da facilidade que se tem de acessar conteúdo pela internet, ela nem sempre nos leva a materiais fidedignos.</span></span></span></div><div align="justify"><span><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;"><span class="Apple-style-span" style="font-size:small;"><br />As pessoas que assistiram nossa apresentação levantaram idéias de difícil aplicação em um primeiro momento, porém muito boas. Uma delas foi a de que se todos cientistas fizessem um trabalho de divulgação semelhante, cada um com textos de sua área, poderíamos acabar com a “Wikipédia” (pelo menos do lado científico), onde qualquer pessoa pode fazer seus textos, diminuindo sua confiabili</span></span></span><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEh8PLZ8VLxUnh55bt4IDr3eoK4hSbyja7TcRFUAIU8I9EUiEpvBlO5r4ttdRoEdwPge9K95ES2O-H5sQEwKm3SthT0SjHF1na5P1UtUubk2Fdxd4p9eCT9_H_tgadPO7Hbs0AK_8JgzV-8/s1600-h/IMG0625A.jpg"><span><img style="MARGIN: 0px 0px 10px 10px; WIDTH: 320px; FLOAT: right; HEIGHT: 240px; CURSOR: hand" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5400099870464272034" border="0" alt="" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEh8PLZ8VLxUnh55bt4IDr3eoK4hSbyja7TcRFUAIU8I9EUiEpvBlO5r4ttdRoEdwPge9K95ES2O-H5sQEwKm3SthT0SjHF1na5P1UtUubk2Fdxd4p9eCT9_H_tgadPO7Hbs0AK_8JgzV-8/s320/IMG0625A.jpg" /></span></a><span><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;"><span class="Apple-style-span" style="font-size:small;">dade.<br /><br /></span></span></span></div><div align="justify"><span><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;"><span class="Apple-style-span" style="font-size:small;">Uma das coisas que chamou atenção para o nosso trabalho foi que ele estava diretamente relacionado com o tema de divulgação científica do evento, o que n</span></span></span><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;"><span class="Apple-style-span" style="font-size:small;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhrji2U4Gjj8HTH4lE9DNbWDZfPA0aVOxYBjXD1R1JdS28dYe1oSp_aLP8M9lovKNdok1M9BtPByDqCL-nhEOBATms5EiNWs6oCWitgHR4f26wrHilwl-Bjtpzu5kwGGZ4vWxJakyF9ZKk/s1600-h/IMG0625A.jpg"></a></span></span><span><span><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;"><span class="Apple-style-span" style="font-size:small;">ão aconteceu com outros trabalhos apresentados.<br /><br /></span></span></span></span></div><div align="justify"><span><span><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;"><span class="Apple-style-span" style="font-size:small;">Esta oportunidade nos proporcionou um contato maior com pessoas que vinham de todo o Brasil divulgar ciência, além de nos possibilitar interagir e trocar informações com pessoas que estão neste ramo de divulgação há vários anos. Foi enriquecedor compartilhar vivências já adquiridas e adquirir novas técnicas junto a uma comunidade que compartilha os mesmos propósitos.</span></span></span></span></div><div align="justify"><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;"><span class="Apple-style-span" style="font-size:small;"><br /></span></span></div><div align="justify"><span><span><span class="Apple-style-span" style="font-size:small;"><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;"></span></span></span><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;"><span class="Apple-style-span" style="font-size:small;">Segue o resumo do trabalho apresentado:</span></span></span></div><div align="justify"><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;"><span class="Apple-style-span" style="font-size:small;"><br /></span></span></div><div align="justify"><span style="font-size:130%;"><span class="Apple-style-span" style="font-size:medium;"><span class="Apple-style-span" style="font-family:arial;"><div align="justify"><span class="Apple-style-span" style="font-size:small;">C. Ciências Biológicas – Biologia - C.2.2. Biologia Evolutiva </span></div><div align="justify"><b><span class="Apple-style-span" style="font-size:small;">Sobre as infinitas formas de grande beleza: divulgando a evolução dos animais pela Internet</span></b></div><div align="justify"><span class="Apple-style-span" style="font-size:small;"><br /></span></div><div align="justify"><span class="Apple-style-span" style="font-size:small;">Anna Carolina Russo Curbelo Martin, Leandro Pereira Tosta & Charles Morphy Dias dos Santos</span></div><div align="justify"><span class="Apple-style-span" style="font-size:small;"><br /></span></div><div align="justify"><b><span class="Apple-style-span" style="font-size:small;">INTRODUÇÃO</span></b></div><div align="justify"><span class="Apple-style-span" style="font-size:small;">Um weblog (abreviado comumente para blog) é uma página da web atualizada constantemente, com entradas (postagens) que têm uma data, horário e, se muitos autores contribuírem para o página, selos com autor e nome. As razões para a existência de blogs são muitas: da comunicação científica à tentativa de desmistificar a ciência e de fazer frente ao discurso público anti-científico. Um blog que representa uma comunidade científica ou subdisciplina irá ele mesmo se transformar em uma comunidade. Nesse contexto, foi criado o blog “Evolução de Metazoa” (www.evolucaodemetazoa.blogspot.com), que tem como objetivo principal servir de plataforma para divulgação e discussão dos resultados obtidos em dois projetos PDPD (Pesquisando Desde o Primeiro Dia) da Universidade Federal do ABC, centrados no estudo de aspectos relevantes para a compreensão da evolução dos animais, com ênfase em filogenias baseadas em dados morfológicos, embriológicos e moleculares. O objetivo central é tornar públicos, da sua implantação às suas conclusões, os resultados desses projetos de pesquisa que têm como alvo a divulgação do conhecimento científico acerca da teoria evolutiva e suas ramificações. </span></div><div align="justify"><span class="Apple-style-span" style="font-size:small;"><br /></span></div><div align="justify"><b><span class="Apple-style-span" style="font-size:small;">METODOLOGIA</span></b></div><div align="justify"><span class="Apple-style-span" style="font-size:small;">O projeto constitui-se de uma revisão bibliográfica comparativa, através da leitura de artigos clássicos e recentes a respeito da biologia evolutiva, seguida da preparação de ensaios de divulgação dos temas propostos, voltados principalmente para alunos do ensino médio, professores de biologia e ciências e alunos de graduação de cursos introdutórios de evolução, zoologia, sistemática e genética. A linguagem utilizada é direta e comunicativa, sem a profusão de termos técnicos, mas procurando não cair na armadilha da superficialização de conceitos. Os textos versam sobre a evolução dos animais em uma perspectiva filogenética, com ênfase na importância de dados moleculares e da biologia evolutiva do desenvolvimento. A partir do levantamento de dados, conceitos e teorias dentro de uma visão abrangente da teoria da evolução dos animais, será possível conectar hipóteses e informações fornecidas por diferentes áreas da biologia em um grande arcabouço histórico-evolutivo a ser divulgado via rede. </span></div><div align="justify"><span class="Apple-style-span" style="font-size:small;"><br /></span></div><div align="justify"><b><span class="Apple-style-span" style="font-size:small;">RESULTADOS</span></b></div><div align="justify"><span class="Apple-style-span" style="font-size:small;">O trabalho encontra-se em fase inicial, mas alguns dos resultados preliminares já tem demonstrado o impacto e a importância da divulgação da teoria evolutiva para um público amplo, com pouco acesso ao conhecimento científico produzido na universidade, e a crescente abertura da comunidade acadêmica ao uso de ferramentas como blogs e sites. Até o presente momento, foram publicados cinco ensaios (“Breve ensaio sobre circunstâncias modeladoras dos seres vivos”, “Sobre evolução, genes e desenvolvimento”, “A evolução dos conceitos sobre árvores filogenéticas partes 1, 2 e 3”), que receberam comentários de docentes da própria instituição (UFABC) e de outras instituições (como a USP-RP) e que, inclusive, têm sido utilizados em algumas das disciplinas do bacharelado em Ciência e Tecnologia da UFABC, de acordo com as pretensões iniciais do projeto. Os acessos ao blog, medidos pelo Google Analytics, têm demonstrado a fidelização do público e o seu alinhamento aos objetivos do projeto.</span></div><div align="justify"><span class="Apple-style-span" style="font-size:small;"><br /></span></div><div align="justify"><b><span class="Apple-style-span" style="font-size:small;">CONCLUSÃO</span></b></div><div align="justify"><span class="Apple-style-span" style="font-size:small;">Assim como as revistas de hard-science, blogs são meios para a divulgação de idéias. Para atingirem seus objetivos a contento, ao serem preparados, e independentemente da linha de argumentação ou do assunto, os ensaios em um blog precisam ser construídos e divulgados de forma cuidadosa. A ciência exposta não deve ser complicada e hermética, sob o risco de afastarmos ainda mais o público pouco acostumado a exposições aprofundadas sobre o conhecimento científico. No entanto, não há motivos para que uma postagem em um blog não seja tão zelosa sobre seu conteúdo e forma quanto um texto para uma revista tradicional. Essas diretrizes norteiam os trabalhos no “Evolução de Metazoa”. Blogs não são substitutos da divulgação tradicional (em papel). Eles são ferramentas complementares, que permitem uma dimensão extra para a publicação da pesquisa científica, com recursos que permitem grande dinamismo e um maior alcance para o que é discutido. Como sua utilização tem menos de uma década, a importância dos blogs para a comunidade científica ainda não pode ser analisada em uma perspectiva histórica, mas seu impacto no ensino de ciências pode ser notado por muitos dos que utilizam tal ferramenta. </span></div><div align="justify"><span class="Apple-style-span" style="font-size:small;"><br /></span></div><div align="justify"><span class="Apple-style-span" style="font-size:small;">Instituição de fomento: Universidade Federal do ABC (bolsas PDPD)</span></div><div align="justify"><span class="Apple-style-span" style="font-size:small;">Trabalho de Iniciação Científica</span></div><div align="justify"><span class="Apple-style-span" style="font-size:small;">Palavras-chave: Blog, Divulgação científica, Evolução </span></div></span></span></span></div>Anna Carolina Russohttp://www.blogger.com/profile/11081840814666948411noreply@blogger.com2tag:blogger.com,1999:blog-2265163048479445553.post-77306174510051789752009-09-11T22:32:00.000-07:002009-09-11T23:18:17.130-07:00A evolução dos conceitos sobre árvores filogenéticas - Parte 3<em>Leandro Pereira Tosta<br /></em>e-mail: leandropereiratosta@gmail.com<br /><em>Anna Carolina Russo<br /></em>e-mail: annacarolinarcm@gmail.com<br /><br />Universidade Federal do ABC.<br /><br />"Um homem que ousa desperdiçar uma hora<br />ainda não descobriu o valor da vida."<br /><br /><div align="justify">Charles Darwin.<br /><br /><strong>Resumo:</strong> As aproximações evolutivas apresentadas através das árvores filogenéticas são uma maneira de diminuir erros nas classificações entre organismos com estruturas similares, além de apresentarem as modificações das espécies ao longo de sua história evolutiva. Reconhecendo a importância de uma árvore filogenética, este ensaio trará mais alguns conceitos básicos para seu entendimento e análise.<br /><br /><strong>Palavras-chave:</strong> árvores filogenéticas, cladogênese, Darwin, evolução, Linnaeus, parentesco.</div><p align="justify"><img style="TEXT-ALIGN: center; MARGIN: 0px auto 10px; WIDTH: 443px; DISPLAY: block; HEIGHT: 350px; CURSOR: hand" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5380450003447768210" border="0" alt="" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEicUuu1XBJB3Cfnd2BB9xJwmc8XSd2g0vTJT3LaVA-LgteV36MIBp6umlFpGxP0y60nppBBR9JDBLJR9bia60jcCWCdBTlWWt8klVHdKBbhL7NYJOERbma6tDKqXKQfztRe87Oqo_ooTCQ/s320/%C3%81rvore+de+Inverno.jpg" /> Como comentado em postagens anteriores, é preciso compreender a importância do uso e correta interpretação das árvores evolutivas para melhor entendimento da evolução das características genéticas e morfológicas. O uso de árvores evolutivas é muito importante para compreensão da posição dos táxons tendo como base as relações colaterais ou de grupos-irmãos e os nós internos que representam a ancestralidade comum dos organismos. </p>Noções de que as espécies vivas devem ser classificadas da menor para a maior complexidade - como descrito por Lamarck – foram falseadas a partir dos estudos de Darwin, que passou a representar a diversidade através de árvores que se ramificaram a partir de um ancestral comum. Por volta dos anos 1950, o entomólogo alemão Willi Hennig propôs uma forma empírica de reconstruir as árvores evolutivas.<br /><br />Na análise das árvores filogenéticas, muitos erros de interpretação são cometidos. Um dos erros cometidos freqüentemente é considerar o homem como topo da escala evolutiva. Esse assunto tão controverso já fora descrito em publicações anteriores. Gostaríamos de poupar o leitor do trabalho enfadonho de discutir a posição do homem a fim de poder desenvolver outros tópicos também de grande relevância à análise das árvores.<br /><br />Outro erro muito cometido é conceber o ato da evolução como sendo linear, progressivo e unidirecional. Ouvimos no dia-a-dia aquela velha história de que “viemos” de organismos que, com o tempo, foram se “moldando”, ganhando complexidade até originar o que somos e como somos hoje. Esta idéia era corrente no século XVIII como, por exemplo, na obra do naturalista francês Buffon. Sabe-se hoje que a evolução se dá por meio da seleção natural e fenômenos aleatórios. Dessa forma, não se deve compreender a evolução como etapas lineares respeitando um processo matemático exato. A evolução se dá de forma lenta e gradual sem pulos atípicos de tempo, de forma não presumível por tabelas quando o organismo se apresenta em habitat natural.<br /><br /><p align="justify">Além do modo errôneo de como é compreendida a evolução, as árvores filogenéticas são freqüentemente mal interpretadas quando estamos falando do grau de parentesco entre as espécies. Geralmente, a primeira leitura para um leigo no assunto do grau de parentesco é ver qual espécie está mais próxima da outra espécie nos terminais da árvore, sem levar em consideração o padrão de ramificação entre elas ao longo da evolução. Como exemplo, temos a figura 2a, que mostra o grau de parentesco entre sapos, gatos, lagartos, peixes e seres humanos. Há uma forte tendência de pensar que o sapo está mais próximo dos peixes do que do ser humano, pois estão sendo analisados somente os pontos terminais. Se analisarmos os nós internos, podemos verificar que os sapos estão em um grupo mais inclusivo com os seres humanos do que os peixes. Além disso, pode-se dizer também que os seres humanos têm uma relação de parentesco maior com gatos do que com os sapos. Para facilitar, podemos girar os nos internos, como está demonstrado na figura 2b, para tirar a impressão de proximidade entre os sapos e os peixes. <img style="TEXT-ALIGN: center; MARGIN: 0px auto 10px; WIDTH: 289px; DISPLAY: block; HEIGHT: 398px; CURSOR: hand" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5380451455654821010" border="0" alt="" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjFn9PHG4yZVGC80YKtt8e93MNiN4pq5b75HG7UEgDbWk-hPh_FGa3px2kHAv0HGidc_94hSb1ppHL6QkclNNJP6bUN4U3NdJRK-OgcbkN1HRG0g8kic-CDTa46I4-lNnukW7GLKpeBLsQ/s320/fig+ensaio+4.bmp" /> <span style="font-size:85%;"><strong>Figura 02.</strong> Árvore filogenética com o grau de parentesco entre sapos, gatos, lagartos, peixes e seres humanos sendo que a árvore 2b com os nós invertidos.</span><br /><br /><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjj-ZsxSnaylfHQfu74oE1Iwdij-_upwFyuVCMpcV7Qc26nxzT52kKXtCwWDHz5Toc-8iqBgWeKO46rugM-PwXi2-AyeNEIkHazYTShjo0YC90tmNM_AsYb7DqjGhFYvf5qfCEKWrRymtw/s1600-h/imagem.bmp"><img style="MARGIN: 0px 10px 10px 0px; WIDTH: 369px; FLOAT: left; HEIGHT: 295px; CURSOR: hand" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5380453745249166322" border="0" alt="" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjj-ZsxSnaylfHQfu74oE1Iwdij-_upwFyuVCMpcV7Qc26nxzT52kKXtCwWDHz5Toc-8iqBgWeKO46rugM-PwXi2-AyeNEIkHazYTShjo0YC90tmNM_AsYb7DqjGhFYvf5qfCEKWrRymtw/s320/imagem.bmp" /></a>Uma última noção sobre as árvores filogenéticas é muito importante para sua interpretação: os seus pontos terminais não são necessariamente as espécies não extintas e seus nós internos os ancestrais que estão fossilizados. Na verdade, os ramos terminais podem ser TODAS as espécies conhecidas até hoje. As extintas, logicamente, são conhecidas pelos achados fósseis, mas não podemos considerar um achado fóssil como sendo o ancestral comum de um grupo de espécies, pois não podemos garantir que aquela espécie fóssil foi a precursora das outras que existem hoje. Portanto, temos que nos desfazer da prática intrínseca de procurar os inexistentes “elos perdidos”.<br /><span style="font-size:85%;"><strong>Figura 03.</strong> Diferentes espécies de tentilhões da ilha</span><span style="font-size:85%;"> </span><span style="font-size:85%;">de </span><span style="font-size:85%;">Galápagos que deram base à teoria de Darwin.</span><br /><br />Tida como ciência, a taxonomia é uma herança do sistemata Carolus Linnaeus no século XVIII. Nessa época, as classificações biológicas eram baseadas unicamente nas similaridades físicas. Hoje o critério de maior relevância para as classificações de cunho científico é o estabelecimento de relações de grupos-irmãos. Este critério foi desenvolvido para evitar a classificação errônea entre organismos dotados de estruturas similares que podem se modificar ao longo da história evolutiva.<br /><br />A real diversificação das espécies é precedida por cladogêneses (Gregory, 2008), representado pela ramificação das árvores filogenéticas a partir de um ancestral comum.<br /><br />Outro fato notório é a apresentação de ramos que representam as espécies ou grupos mais inclusivos. A presença de um ramo, representado na árvore, não significa necessariamente que nenhuma mudança tenha ocorrido (modificações que ocorrem dentro de uma espécie, mas que não levam à especiação são chamadas de anagenéticas). A representação dos ramos nas árvores pode designar táxons terminais um pouco diferentes dos organismos que deram origem à espécie (representado pelos nós internos). </p><p align="justify">Para melhor compreensão das árvores filogenéticas, deve-se ter em mente que o que importa não é sempre comparar complexidade de organismos dentro de um mesmo táxon, “galho”. Deve-se ter idéia de que a partir de um ancestral comum sempre haverá modificações originando organismos derivados e diferentes. <a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEilh4Rw1IR__2e6oCYIhJki5SyMoR3guskuRI8ws1MVZNUh6NF2vyXFPD4kUK5CCPoUDNGphfFp2aUKq_s7NdRyY8xVnheso4iUkMqFZf2RXzHv43LQAeUmEH8G6cNBFzBh6gHlAgkOPj8/s1600-h/pombas.bmp"><img style="MARGIN: 0px 0px 10px 10px; WIDTH: 282px; FLOAT: right; HEIGHT: 320px; CURSOR: hand" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5380457866800233890" border="0" alt="" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEilh4Rw1IR__2e6oCYIhJki5SyMoR3guskuRI8ws1MVZNUh6NF2vyXFPD4kUK5CCPoUDNGphfFp2aUKq_s7NdRyY8xVnheso4iUkMqFZf2RXzHv43LQAeUmEH8G6cNBFzBh6gHlAgkOPj8/s320/pombas.bmp" /></a></p><div align="justify">A partir do nó interno, uma espécie diverge em duas populações isoladas que apresentam a mesma descendência genética. Desta forma é possível compreender, mesmo que de forma simplificada, as modificações nos seres vivos atuais em relação aos seus ancestrais com o passar dos milhares de anos. Como por exemplo, pombos ancestrais originaram toda a diversidade de pombos que existem hoje.<br /><br />Em suma, compreender a importância das árvores filogenéticas é crucial às modernas concepções sobre evolução. É necessário compreender que a evolução faz parte da história de todos os seres vivos, que sofrem modificações no decorrer do tempo, as quais podem ser selecionadas. Nesse contexto, as ferramentas usadas para análise dos passos evolutivos são as árvores filogenéticas.<br /></div><div align="justify"><span style="font-size:85%;"><strong></strong></span></div><div align="left"><span style="font-size:85%;"><strong>Figura 04.</strong> Variedade de pombos que existem hoje.<br /></span><br /><br /><strong>Bibliografia:</strong><br />Gregory, T.R, Understanding Evolutionary Trees, Evolution: Education and Outreach, vol. 1, n. 2, p. 121-137, 2008.<br />Santos, C.M.D., Os Dinossauros de Hennig: sobre a importância do monofiletismo para sistemática biológica. Scientia Studia, p.179-200; 2008.<br /><br /><strong>Fonte das figuras: </strong><br />-Figura 01.<br />https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEikX6omkTo-SRlWwLUA-jGFtGkqt8WnYF6cq8bP7BJcjDAApQzlfNLr-nFxnAC2nKeBbNqqCpXVCQr2l9IHxj7A7ByheTs2ezF77dxVVjm__jFVXEFsE-wNTpuGD0K1MhmTt6aM2cSCb7Xt/s1600-h/%C3%81rvore+de+Inverno.bmp<br />-Figura 02.<br />Gregory, T.R, Understanding Evolutionary Trees, Evolution: Education and Outreach, vol. 1, n. 2, p. 121-137, 2008.<br />-Figura 03. http://www.notapositiva.com/trab_estudantes/trab_estudantes/biologia/biologia_trabalhos/darwin03.jpg -Figura 04. https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEihY0ypa1sVaxKLfN5Zi8Yk1i4uku3AqBhxvun5kjGHwqWmm2ryIbo9tyBtJkoKgn844KiVMX3X7SHdfkwCnrQCKMiRI-S21KMBfTQgbxXtuZj_tUOZxmM9KF6MdEATFdyjubVgCTZNFrMO/s1600-h/A.F.Lydon+Art_Selection_Pigeons.jpg</div>Anna Carolina Russohttp://www.blogger.com/profile/11081840814666948411noreply@blogger.com1tag:blogger.com,1999:blog-2265163048479445553.post-74852064899877440642009-08-28T11:08:00.000-07:002009-08-28T11:18:50.108-07:00A evolução dos conceitos sobre árvores filogenéticas - parte 2<span style="font-style: italic;font-family:arial;font-size:100%;" >por Anna Carolina Russo</span><br /><div style="text-align: justify;"><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >Universidade Federal do ABC<br /></span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" > </span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >e-mail: annacarolinarcm@gmail.com</span><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" > </span><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" ><span style="font-weight: bold;">Resumo:</span></span><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >Após Charles Darwin ter definido o conceito de evolução e descendência ,esses conceitos foram desenvolvidos, chegando até aos cladogramas que conhecemos hoje. Esse ensaio tem por intenção explicar os tipos de árvores juntamente com seus conceitos para que se possa abstrair o máximo de informação da an</span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >álise eu um cl</span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >adograma.<br /></span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" ><span style="font-weight: bold;">Palavras-chave: </span></span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >árvore filogenética, </span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >Charles Darwin</span>, <span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >cladograma, clado, filogenia.<br /></span><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" ><span style="font-style: italic;">"</span></span><span style="font-style: italic;font-family:arial;font-size:100%;" >A distinção entre passado, presente e futuro é apenas<br />uma ilusão teimosamente persistente"</span><span style="font-style: italic;"><br /></span><span style="font-style: italic;font-family:arial;font-size:100%;" >Albert Einstein<br /><br /></span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >Entender a ciência e tudo que se conhece hoje não se limita somente ao estudo da física, matemát</span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >ica, biologia e química. Para termos uma maior compreensão do porquê um determinado conheciment</span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >o se desenvolveu, temos que estudar o contexto histórico daquela descoberta. Por exemplo, entender somente fissão nuclear e reação em cadeia seria diferente de entender seu c</span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >ontexto histórico. Saberíamos que, durante a Segunda Guerra Mundial, o físico alemão Albert Einstein e colegas sabiam que os nazistas estavam desenvolvendo uma bomba tão poderosa capaz de destruir uma cidade inteira. Nesse contexto,o p</span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >residente dos Estados Unidos financiou um projeto para que muitos cientistas e pesquisadores, juntamente com</span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" > Einstein, pudessem concluir a bomba atômica antes dos nazistas. Portanto, além de fissão nuclear e reação em cadeia, junto com o contexto histórico (a Segunda Grande Guerra ) seria estudado o átomo, a famosa fórmula Einstein (E=m.c²), interaçõ</span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >es nuclear</span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >es, etc.</span><br /><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >Como poderíamos estudar o contexto histórico em termos de biologia evolutiva, sendo que o homem não estava presente desde a origem da vida e durante a </span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >maior parte da sua história?</span><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" ><br />Para isso, foram desenvolvidas ferramentas como a representação da evolução através deárvores filogenéticas (presentes, por exemplo, nos cadernos de Charles Darwin de 1837). A árvore filogenética, conhecida também como cladograma ou árvore evolutiva (evolutionary trees) tenta mostrar as relações de parentesco entre as esp</span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >écies que </span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >tem um ancestral comum. Essa representação é um diagrama que apresenta as rela</span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >ções entre grupos-irmãos, a partir das quais podemos interpretar a evolução desses grupos. O mau entendimento dela pode prejudicar a compreensão dos padrões e processos que ocorrem na história evolutiva da biodiversidade.</span><br /><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >Um cladograma pode fornecer os padrões evolutivos de uma espécie, mesmo que seu observador pouco entenda sobre o assunto. Porém, alguns leitores podem se equivocar em sua interpretação. Por isso, iremos discorrer ao longo dos próximos ensaios formas básicas de interpretação de uma árvore filogenética.</span><br /><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >Para começar, é preciso lembrar dos tipos de transmissão gênica , que podem ser de modo horizontal ou vertical, isso porque se comparamos o</span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >s genótipos de duas espécies e eles forem semelhan</span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >tes, isso significa que eles tem um relação próxima de parentesco. O cladograma se baseará principalmente na evolução vertical, ou seja, na transmi</span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >ssão gênica de um ancestral comum para seus descendentes, que podem divergir.</span><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" ><br />A árvore filogenética segue de forma cronológica na qual normalmente (mas não sempre) se estende da esquerda para direita ou de baixo para cima</span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >, sendo que primeiro nó seria o ancestral em comum para todos presente naquela árvore (1) e cada nó interno (2, 3, 4 e 5) seria um ancestral comum para todos aqueles que se ramificarão a partir daquele ponto, por fim, cada ramo final seria um táxon terminal (A a F). O mais im</span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >portante em uma árvore é que se pode girar os nós sem alterar a descendência (Figura 1).</span><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg5wZylDN1YjyQ1H-ncQGOGWjC1uoTZbLKHkEeu8WXYrKl26-2mtccWM2z8JquuR7pGtjv5hfRgZUXNDxfZuG9SUIYrtI31_KjbOl2m3yqXo6U186AX_SgQKGWHd8mV-shyphenhyphen9SVjAJzrK8GE/s1600-h/Fig1.jpg"><img style="margin: 0px auto 10px; display: block; text-align: center; cursor: pointer; width: 355px; height: 381px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg5wZylDN1YjyQ1H-ncQGOGWjC1uoTZbLKHkEeu8WXYrKl26-2mtccWM2z8JquuR7pGtjv5hfRgZUXNDxfZuG9SUIYrtI31_KjbOl2m3yqXo6U186AX_SgQKGWHd8mV-shyphenhyphen9SVjAJzrK8GE/s400/Fig1.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5375079248879912066" border="0" /></a><span style=";font-family:arial;font-size:85%;" ><span style="font-weight: bold;">Figura 1:</span> Cladograma mostrando que o ato de girar os nós não altera as relações de parentesco. </span><span style="font-size:85%;"><br /></span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" ><br />Com o desenvolvimento do cladograma, agora podemos identificar os clados ou também chamados grupos monofiléticos, que são os grupos de </span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >espécies mais inclusivas, ou seja, o grupo que possuem um mesmo ancestral comum e todos os descendentes desse ancestral (A e B, D e E).</span><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" ><br />Algumas árvores podem conter informações como o grau de divergência de uma espécie, que será representado por meio do comprimento de seus r</span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >amos, ou seja, quanto maior o ramo, maior será a divergência (Figura 2). </span><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEimUEdk4A1XtW7JvubPji1Hbf0M39AVtv2sElVLgLow6gS5F9_AmbMoH5aX9KDs_zoFGbnoyy3E6jTuQoNOGQRljKbtBv59OE9V0TeTqAzg6vaO1NUT-3roCStNVOqxJHrkadNA4zLwG_ux/s1600-h/Fig2.jpg"><img style="margin: 0px auto 10px; display: block; text-align: center; cursor: pointer; width: 400px; height: 301px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEimUEdk4A1XtW7JvubPji1Hbf0M39AVtv2sElVLgLow6gS5F9_AmbMoH5aX9KDs_zoFGbnoyy3E6jTuQoNOGQRljKbtBv59OE9V0TeTqAzg6vaO1NUT-3roCStNVOqxJHrkadNA4zLwG_ux/s400/Fig2.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5375079509971863154" border="0" /></a><span style="font-size:85%;"><br /></span><span style=";font-family:arial;font-size:85%;" ><span style="font-weight: bold;">Figura 2:</span> Exemplo de árvore evolutiva representando que, quanto maior os ramos, maior a quantidade de divergências.</span><br /><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >Há ainda algumas árvores que fornecem informações sobre a distribuição geográfica ou ecológica de um grupo de espécies (Figura 3). Este tipo de árvore não é um cladograma e pode não fornecer informações explícitas sobre os pad</span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >rões de ramificação de espécies individuais. Elas normalmente são desenvolvidas com base em outros dados que permitem uma visão geral da história de uma linhagem.</span><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" > </span><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiumqaIyyUS2wCAAW4aWCmq_Ynwne3KXqppNdEw-gr_kByIHZUk_SrJ71r-fO_qIIh8ja-jZ2WoFwOzJzF9lSBbHNspzITRWb-UXUBQg59_kT0YRXcdAKxRfE0c81WQL7JcEiNzuQLmJWRr/s1600-h/Fig3.jpg"><img style="margin: 0px auto 10px; display: block; text-align: center; cursor: pointer; width: 399px; height: 400px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiumqaIyyUS2wCAAW4aWCmq_Ynwne3KXqppNdEw-gr_kByIHZUk_SrJ71r-fO_qIIh8ja-jZ2WoFwOzJzF9lSBbHNspzITRWb-UXUBQg59_kT0YRXcdAKxRfE0c81WQL7JcEiNzuQLmJWRr/s400/Fig3.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5375079746765827938" border="0" /></a><span style=";font-family:arial;font-size:85%;" ><span style="font-weight: bold;">Figura 3: </span>Árvore evolutiva representando informações ecológicas e cronológicas (retirado de Gregory, 2008).</span><br /><br /><span style="font-weight: bold;font-family:arial;font-size:100%;" >Referências</span><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >Gregory, T.R. Understanding Evolutionary Trees. <span style="font-style: italic;">Evolution: Education and Outreach, </span>vol. 1, n. 2, p. 121-137, 2008.</span><br /></div>Charles Morphy D. Santoshttp://www.blogger.com/profile/18227877120350408172noreply@blogger.com2tag:blogger.com,1999:blog-2265163048479445553.post-12862352335305706862009-08-27T11:08:00.000-07:002009-08-27T11:18:47.149-07:00A evolução dos conceitos sobre árvores filogenéticas - parte 1<span style="font-style: italic; font-family: arial;font-size:100%;" >por Leandro Pereira Tosta</span><br /><span style="font-family: arial;">Universidade Federal do ABC</span><br /><div style="text-align: justify; font-family: arial;"><span style="font-size:100%;"><span style="font-family: arial;">e-mail: leandropereiratosta@gmail.com</span><br /><br /></span> <span style="font-weight: bold;font-size:100%;" >Resumo:</span><span style="font-size:100%;"> A necessidade e o instinto humano em classificar os objetos em seus meios levaram-o a desenvolver ferramentas cada vez mais úteis e práticas. O surgimento da sistemática biológica faz uso intenso de árvores evolutivas. Este breve ensaio traz uma base histórica e visa orientar o manuseio e utilização desta técnica.<br />Para melhor compreensão, o trabalho será postado em três partes.<br /></span><span style="font-weight: bold;font-size:100%;" >Palavras-chave: </span><span style="font-size:100%;">árvore, evolução, filogenética, </span><span style="font-size:100%;">molecular.</span><span style="font-size:100%;"><br /><br /></span><span style="font-style: italic;font-size:100%;" >"Para ser um bom observador é preciso ser um bom teórico"</span><br /><span style="font-style: italic;font-size:100%;" >Charles Darwin em Origem das espécies (1859)</span><span style="font-size:100%;"><br /><br />O ato de classificar é bastante antigo, profundamente relacionado ao desenvolvimento social do homem, e normal no cotidiano de bilhões de pessoas.<br /><br />No entanto, não há registros que comprovem com exatidão o surgimento da sistemática em nosso meio como recurso importante para o desenvolvimento da humanidade.<br /><br />Desde as classificações dicotômicas do filósofo grego Aristóteles, o homem vem criando formas para a classificação (sistemática) de seres vivos para melhor entendimento e compreensão dos mesmos. Esse fato ultrapassou a barreira do tempo e permanece ente nós em áreas tão distintas quanto a classificação de partículas subatômicas de Max Planck ou a classificação biológica moderna do entomólogo Willi Hennig.<br /><br />Especificamente na biologia, qual a ferramenta mais propícia para ser usada para classificar os organismos?<br /><br />Charles Darwin considerava o uso da metáfora da árvore da vida como um importante princípio de organização para o entendimento dos conceitos de descendência com modificação. Anteriormente, Lamarck já fazia uso de estruturas similares para representação do “aumento de complexidade” dos organismos no decorrer dos tempos.<br /><br />Hoje as árvores evolutivas (também conhecidas como árvores filogenéticas) são resultado de rigorosas análises com base em dados moleculares, morfológicos, de desenvolvimento e outros, na buscam pela reconstrução da história das espécies.<br /><br />As representações de árvores filogenéticas baseiam-se, estruturalmente, no princípio de ancestralidade comum que nada mais é do que o cerne da teoria da evolução. A grande importância dessas representações é que podem ser entendidas pelo público em geral de modo mais prático e muito mais simplificado. Podem-se interpretar as árvores evolutivas e usá-las para organização da biodiversidade sem conhecer em detalhes as deduções e o método para inferências filogenéticas.<br /><br />Uma árvore evolutiva é uma descrição, através de diagramas, das relações entre entidades biológicas conectadas por meio de ancestrais comuns (ancestralidade comum). Tais árvores podem contar a história evolutiva dos vários seres vivos que coexistiram na Terra por mais de quatro bilhões de anos. É possível reconstruir a árvore da vida “galho por galho” a partir de táxons terminais representados pelos galhos finais que se conectam a um único tronco e raízes universalmente compartilhadas.<br /><br />A formação de novas linhagens dá-se no passar do tempo, refletindo modificações do conteúdo genético pelos quais passam os organismos que se distanciam do ancestral do ancestral comum, que são repassadas, com outras possíveis modificações, aos seus descendentes. Assim, o compartilhamento genético no ato da reprodução aliado à potenciais mutações são os meios que levam à formação da “árvore da vida”.<br /><br />Entretanto, é preciso ter cuidado nas análises de genes porque, na maioria dos casos, “árvores genéticas” e “árvores de espécies” não são equivalentes. Isso acontece porque a história individual dos genes não segue os meios pelos quais as espécies enfrentam as adversidades que os mais diferentes ambientes podem apresentar.<br /><br />Deve-se ficar claro que é complicado estabelecer “datas filogenéticas” com precisão para árvores evolutivas. As reconstruções filogenéticas se baseiam em hipóteses com base, mais modernamente, em dados moleculares, não em calendários.<br /><br /><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgCtQvp1-wVvkMS9mAJAVzrol0MdlA9we-MwOR2VN-E7wf_ps-jtdwWxFQhaia9KmW1UyPigUMVkUDhs_exShYPscjB2XWBXbA7MVijxdqLr91MaOGBfXtm1e7RYbeLwAHqeX7vzYA4pCTS/s1600-h/Imagem+para+ensaio2.jpg"><img style="margin: 0px auto 10px; display: block; text-align: center; cursor: pointer; width: 400px; height: 254px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgCtQvp1-wVvkMS9mAJAVzrol0MdlA9we-MwOR2VN-E7wf_ps-jtdwWxFQhaia9KmW1UyPigUMVkUDhs_exShYPscjB2XWBXbA7MVijxdqLr91MaOGBfXtm1e7RYbeLwAHqeX7vzYA4pCTS/s400/Imagem+para+ensaio2.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5374708265860386834" border="0" /></a></span><span style="font-weight: bold;font-size:100%;" >Figura: </span><span style="font-size:100%;">estrutura de uma árvore evolutiva. “F” é o grupo-externo; os nós internos (1, 2, 3, 4) indicam a existência de ancestrais comuns; os táxons terminais (A, B, C, D, E, F) são as representações dos organismos (espécies) (modificado de Gregory, 2008).<br /><br /></span><span style="font-weight: bold;font-size:100%;" >Referências bibliográficas</span><span style="font-size:100%;"><br />- Gregory, T.R. Understanding Evolutionary Trees. <span style="font-style: italic;">Evolution: Education and Outreach</span>, vol. 1, n. 2, p. 121-137, 2008.<br />- Motoyama S. O Nascimento da Evolução Biológica, <span style="font-style: italic;">Scientific American Brasil</span>, p. 45-53, 2006.<br />- Santos, C.M.D. Os Dinossauros de Hennig: sobre a importância do monofiletismo para sistemática biológica. <span style="font-style: italic;">Scientiae Studia</span>, p.179-200, 2008.<br />- Stix, G. O Legado Vivo de Darwin. <span style="font-style: italic;">Scientific American Brasil Especial - A Evolução da Evolução</span>, p. 26-31, 2009.</span></div>Charles Morphy D. Santoshttp://www.blogger.com/profile/18227877120350408172noreply@blogger.com2tag:blogger.com,1999:blog-2265163048479445553.post-50791870068874283952009-08-20T10:23:00.000-07:002009-08-20T12:24:06.058-07:00Sobre evolução, genes e desenvolvimento<div style="text-align: justify;"><span style="font-style: italic;font-family:arial;font-size:100%;" >por Anna Carolina Russo</span><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >Universidade Federal do ABC<br />e-mail: annacarolinarcm@gmail.com</span><br /><br /><span style="font-weight: bold;font-family:arial;font-size:100%;" >Resumo</span><br /><span style="font-family: arial;font-size:100%;" >Durante a história da ciência, o conceito de evolução foi se modificando gradualmente. O texto discorrerá brevemente sobre tais modificações desde seu ponto de partida, com Lamarck, passando por Darwin, principal nome do evolucionismo, até chegar às teorias atuais que unem embriologia, desenvolvimento e paleontologia.<br /></span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" ><span style="font-weight: bold;">Palavras-chave: </span>Darwin, evo-devo, evolução, ontogenia, genes.</span><br /><br /><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg8zc0MMkMmJ_LKUpkkrKCwB8iPje4QDmYxWJV0Ctaz2usYHhQq988ujxWt-m1Dq_mnqXzHdSs-7X6IXLUdki1YXekeJfI6vWGhDMd5f3cxU2AfXq7P8BsDTVxFergguAN5ly4TChccQFpf/s1600-h/Esbo%C3%A7o+-+arvore+da+vida+-+darwin.jpg"><img style="margin: 0pt 0pt 10px 10px; float: right; cursor: pointer; width: 230px; height: 356px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg8zc0MMkMmJ_LKUpkkrKCwB8iPje4QDmYxWJV0Ctaz2usYHhQq988ujxWt-m1Dq_mnqXzHdSs-7X6IXLUdki1YXekeJfI6vWGhDMd5f3cxU2AfXq7P8BsDTVxFergguAN5ly4TChccQFpf/s400/Esbo%C3%A7o+-+arvore+da+vida+-+darwin.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5372099058530293170" border="0" /></a><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >Ao longo da história o conceito de evolução foi se modificando gradativamen</span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >te. Um</span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" > dos</span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" > primeiros a discutir sobre o assunto foi o francês Jean-Baptiste de Lamarck, que lançou sua teoria da evolução no auge do Iluminismo na Europa. Em sua teoria estava descrito que os animais modificavam partes de seu corpo através do uso contínuo. Quanto mais se utilizava determinado órgão, mais ele se desenvolvia. Essa nova característic</span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >a seria passada, a partir de então, para seus descendentes. Essa visão de Lamarck sobre as espécies foi de extrema importância ao propor uma perspectiva alternativa </span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >às visões criacionistas que estavam estagnadas, porque, apesar de Lamarck também ser um criacionista, via a possibilidade de mudanças nas espécies. O estudo das alterações entre as espécies antes não era feito pelos naturistas, mais preocupados somente em classificá-las.</span><br /><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >Em meados do século XIX, Darwin e Wallace surgiram com a teoria da evolução, a qual diz que essas mudanças nas espécies não surgem pelo uso e desuso de órgãos, m</span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >as sim naturalmente, perpetuando-se através da seleção natural. A seleção natural é uma condição imposta pelo meio, submetendo as espécies a um processo de “filtragem” no qual os organismos mais aptos sobrevivem e podem passar suas características aos seus descendentes. M</span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >ais tarde, com o conhecimento da biologia molecular a partir de 1930, os cientistas puderam corroborar essa teoria, complementando que as características eram mantidas nos descendentes através da passagem de seu material genético, e que as modificações surgiam a partir de mutações e recombinações desse material genético. </span><br /><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >Hoje se sabe que esse material pode ser passado de duas maneiras: uma na qual ele é transmitido do ancestral comum para seus descendentes no sentido genealógico (evolução vertical), como pode ser visto na árvore da</span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" > vida esboçada por Darwin em seu livro “A Origem das Espécies”, em 1859; e outra em que pode acontecer a migração de parte do material genético entre indivíduos que se localizam em uma mesma “fatia” de tempo, como ocorre entre as bactérias na base da árvore da vida, de forma horizontal, ou seja, no mesmo período cronológico (transferência horizontal).</span><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" ><br />Nesse sentido, evolução corresponde às modificações de</span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" > uma população ao longo da história, tendo sempre em visita um ancestral comum e seus descendentes.</span><br /><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >Como já foi dito, o salto da evolução para seu grande reconhecimento como teoria que explica o mundo vivo deu-se com o aparecimento da biologia m</span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >olecular, que teve seu início com a descoberta do DNA por Watson e Crick. Desta forma, a ciência conseguiu fundamentar as teorias de Darwin e Wallace, pois antes não sabia como aparecia a diversidade das espécies. Como poderiam existir espécies de pássaros com bico mais alongado e outras com bico mais curto? Com es</span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >sa descoberta da estrutura do DNA e do gene pode-se afirmar que essas modificações aconteciam ao longo do tempo através de mutações genéticas que causassem modificações fenotípicas viáveis para vida. Hoje se sabe que essas</span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" > mudanças muitas vezes não são no filamento de DNA em si, mas sim nos fatores de transcrição expressos por determinados genes, que servirão de “interruptor” para dizer qual parte do filamento será transcrito. Mudanças nesses fatores de transcrição podem causar mudanças no fenótipo das espécies, o que levará a variedade entre as populações descrita por Darwin. </span><br /><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >Algumas vezes essas mudanças genéticas podem afetar o desenvolvimento de certas espécies, quando, por exemplo, atingem genes homeóticos. Estes tipos de genes estão interligados com outros genes responsáveis pela codificação de expressões fenotípicas de um animal tais como a segmentação e o aparecimento de apêndices locomoto</span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >res. Dessa forma, uma mutação em um gene homeótico pode levar a mudança de seu fenótipo, que, por sua vez, pode ter conseqüências na expressão de outros genes que não sofreram a mutação. </span><br /><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >O desenvolvimento de um indivíduo, ou ontogenia, se dá através das alterações morfológicas que ele sofre durante sua vida. Podemos citar a ontogenia de uma borboleta, que começa com a fusão de gametas formando um zigoto, que formará um embrião, passando por sucessivos estágios de larva que se tornará uma pupa até se transf</span><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >ormar em um adulto. Uma mutação em um gene que altere algum estágio desse desenvolvimento poderá levar a grandes mudanças em seu estágio final. Dependendo do grau dessa alteração, o organismo pode tornar-se inviável à vida (nesse contexto devemos entender as restrições de desenvolvimento).</span><br /><br /><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEh88Jp_3Yo2IHOn_Gat8BshkfMORCFRb3wOemzDx5-BuCSEjso0lQiQJ3bojl4mChoJqQGB5oJOXgiVGc91G7f97P7_pPBdh53h6iFYxVaV9eRuXEjP6zhAOSOQ-VfVVAbDKLQPAxI5iyo_/s1600-h/Borboleta+2.jpg"><img style="margin: 0px auto 10px; display: block; text-align: center; cursor: pointer; width: 400px; height: 103px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEh88Jp_3Yo2IHOn_Gat8BshkfMORCFRb3wOemzDx5-BuCSEjso0lQiQJ3bojl4mChoJqQGB5oJOXgiVGc91G7f97P7_pPBdh53h6iFYxVaV9eRuXEjP6zhAOSOQ-VfVVAbDKLQPAxI5iyo_/s400/Borboleta+2.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5372099226083390898" border="0" /></a><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >Restrição de desenvolvimento acontece quando há uma mutação que não é viável à vida. Isso acontece porque o gene mutado provavelmente tinha ligação com outros genes, influenciando a expressão dos mesmos. Por exemplo, em um inseto, se um gene homeótico “A” que expressa apêndices torácicos, asas e segmentação sofrer uma mutação, levando à expressão de quatro ao invés de três pares de apêndices locomotores. Provavelmente essa mutação alterará a expressão das outras características que também relacionadas ao mesmo gene, tornando o organismo inviável à vida. Isso porque o fator de transcrição que daria início à codificação de determinado gene, também serviria de “interruptor” para os genes que transcrevem a antena, asas e segmentação. A modificação de um gene pode alterar a expressão de uma série de características.</span><br /><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >A análise do desenvolvimento nos permite compreender a evolução das espécies por outra perspectiva, isso porque a biodiversidade decorre em grande parte por mudanças em genes que afetarão seu desenvolvimento. O estudo dessa frente da biologia é conhecida como “evo-devo”, ou biologia evolutiva do desenvolvimento, que segundo o evolucionista Sean B. Carroll “possibilitam grandes revelações sobre os genes invisíveis e algumas regras simples que moldam a forma e a evolução animal”.</span><br /><br /><span style="font-weight: bold;font-family:arial;font-size:100%;" >Referências bibliográficas</span><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >- Carroll, S.B. <span style="font-style: italic;">Infinitas formas de grande beleza: como a evolução forjou a grande quantidade de criaturas que habitam o nosso planeta. </span>Editora Jorge Zahar, 2005.</span><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >- El-Hani, C. N., Meyer, D. A evolução da teoria Darwiniana. <span style="font-style: italic;">Scientific American Brasil Especial - Especial História da evolução</span>, 2007.</span><br /><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >- Motoyama, S. O nascimento da evolução biológica. <span style="font-style: italic;">Scientific American Brasil Especial - Especial História da evolução</span>, p 45 – 53, 2007.</span><br /></div>Charles Morphy D. Santoshttp://www.blogger.com/profile/18227877120350408172noreply@blogger.com2tag:blogger.com,1999:blog-2265163048479445553.post-20351667632267053562009-08-20T10:03:00.000-07:002009-08-20T10:27:06.863-07:00Breve ensaio sobre circunstâncias modeladoras de seres vivos<span style="font-style: italic;">por Leandro Pereira Tosta</span><br /><div style="text-align: justify;font-family:arial;"><span style="font-size:100%;">Universidade Federal do ABC<br />e-mail: leandropereiratosta@gmail.com<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Resumo</span><br />Os meios que levam a origem ou a extinção de várias espécies de seres vivos podem ser classificados em eventos aleatórios ou dirigidos por seleção natural. Este breve ensaio enfatiza o processo aleatório, ou seja, aquele que não é conduzido pela seleção natural, para formação de linhagens biológicas ao longo da história terrestre.<br /><span style="font-weight: bold;">Palavras-chave: </span>acaso, aleatório, bactérias, Darwin, evolução, seleção natural.<br /><br /><span style="font-style: italic;">“Essa é uma visão grandiosa da vida”</span><br /><span style="font-style: italic;">Charles Darwin em Origem das Espéc</span></span><span style="font-size:100%;"><span style="font-style: italic;">ies (1859)</span><br /></span><br /><span style="font-size:100%;"><span style="font-weight: bold;">Sobre a história</span></span><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg2uY2DMbqQuB30HyzbPnWqsEdoznyW4O1dmfZnq0fYIxkRi9xJMoveJ7UQRkXFAjXNSeyYVdUfiT-0Ymxt51DCrG9fpcRgnZVIt6D7BpsrJvaxdyH8rKGWx2945DuM51o-57DWc9S1Xbs3/s1600-h/charles_darwin_l1.jpg"><img style="margin: 0pt 0pt 10px 10px; float: right; cursor: pointer; width: 303px; height: 400px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg2uY2DMbqQuB30HyzbPnWqsEdoznyW4O1dmfZnq0fYIxkRi9xJMoveJ7UQRkXFAjXNSeyYVdUfiT-0Ymxt51DCrG9fpcRgnZVIt6D7BpsrJvaxdyH8rKGWx2945DuM51o-57DWc9S1Xbs3/s400/charles_darwin_l1.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5372094946251233362" border="0" /></a><span style="font-size:100%;"><br />O decorrer da vida sobre a terra deve ser considerado como uma grande sucessão de eventos que moldam grupos de organismos no tocante à evolução, não relacionad</span><span style="font-size:100%;">os somente à seleção natural. Deve-se ponderar que nem sempre alterações no padrão original apresentado por um grupo de seres vivos são benéficas e repassadas aos descendentes por meio de reprodução. É, portanto, de extrema importância analisar que grande parte dos eventos alteradores do “estrato” natural de uma parcela de organismos é meramente aleatória.<br /><br /></span><span style="font-size:100%;">Charles Darwin já previa, em “A Origem das </span><span style="font-size:100%;">Espécies”, que processos diferentes da seleção natural eram também responsáveis pela formação físico-química que um organismo poderia apresentar. Infelizmente, o frenesi criacionista aponta tais processos como pertencentes a um </span><span style="font-size:100%;">“toque divino”, um “design inteligente”. Porém, é sabido que a afirmação de Darwin diz respeito a processos não convencionais que podem modificar o meio em que um grupo de organismos esteja inserido e, consequentemente, o modo de vida dos mesmos.<br /><br />Para fins didáticos, é válido citar um pequeno exemplo. Têm-se vários indivíduos de uma espécie de formigas em um determinado local. Caso venha faltar recursos para manutenção dos formigueiros, é de se esperar que os organismos que possuírem características vantajosas no tamanho, na organização social ou que apresentem estruturas mais bem desenvolvidas, sejam selecionados, procriem e promovam a dispersão de descendentes possuidores de características semelhantes às dos mais bem adaptados.<br /><br />Entretanto se, ao acaso, houver uma inundação que assole vários formigueiros, independentemente das formigas possuírem estruturas mais bem adaptadas à região, aquelas que tiverem seus formigueiros construídos em partes mais altas, tendem a sobreviver.<br /></span><br /><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjbSLdHNeWTip2T1vK0fuvSxdbzqLsXulN0s8bDnsUzglRuEncj3en0GSsUGO_-SqFBrjxpg6FCnI9NQwfDxOTfdkR2KEMBoNdwl69w1JXpiG-0EYFXcAU4xg4ppzu947NVkRjbFiC-J3BG/s1600-h/formigal.gif"><img style="margin: 0pt 10px 10px 0pt; float: left; cursor: pointer; width: 400px; height: 366px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjbSLdHNeWTip2T1vK0fuvSxdbzqLsXulN0s8bDnsUzglRuEncj3en0GSsUGO_-SqFBrjxpg6FCnI9NQwfDxOTfdkR2KEMBoNdwl69w1JXpiG-0EYFXcAU4xg4ppzu947NVkRjbFiC-J3BG/s400/formigal.gif" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5372095093307596514" border="0" /></a><span style="font-size:100%;"><span style="font-weight: bold;">A posição do homem</span></span><span style="font-size:100%;"><br />Desde a “explosão do Cambriano”, 530 milhões de anos atrás, a diversidade biológica tem aumentado em decorrência de processos climáticos e/ou geológicos essencialmente aleatórios. É um “rude vício” tentar classificar linearmente os seres vivos, como fazia o naturalista do século XVIII Buffon e especialmente autores anteriores a ele, </span><span style="font-size:100%;">colocando o ser humano no topo da cadeia. Não se deve pensar na evolução como um processo que apenas direcione o ser vivo para condições de aumento de complexidade, considerando o homem como ápice evolutivo.<br /><br />Hoje se sabe que o mundo é dominado por bactérias. Não há nenhuma outra criatura tão resistente e versátil que apresente tantos habitats e nichos ecológicos a ponto de ser encontrada em quase todos os ambientes. O evolucionista S.J. Gould, em seus artigos, lembra-nos que há mais indivíduos bacterianos presentes no intestino humano do que a somatória da quantidade total de humanos que já habitaram a terra. Assim, diferentemente dos que é ensinado nas escolas, em que se convenciona posicionar o homem como o mais evoluído dos organismos, o ser humano é apenas uma parte, muito sensível, dos seres vivos terrestres que sobreviveram a eventos, por muitas vezes aleatórios, que poderiam ter levado seus ancestrais à extinção. O que difere o homem dos muitos outros seres vivos encontrados na atualidade é a presença de consciência, que talvez seja mesmo obra do acaso.<br /><br />É importante ressaltar que não existe uma progressão linear no decorrer da história da vida. Muitos dos acontecimentos, tais como a formação de seres pensantes, são decorrentes de processos aleatórios e sem a participação da seleção natural. Deve-se também criticar de forma racional as concepções errôneas de que os seres humanos são organismos mais bem inseridos no meio natural do que outros e que a origem de novas espécies é previsível e ordenada de modo linear em um caminho único de otimização evolutiva.<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Agradecimento</span><br />Agradeço ao doutor e amigo Charles Morphy Dias do Santos (UFABC) e à doutora Ana Carolina Santos de Souza Galvão (UFABC) pelas substanciais motivações e apoio técnico. Agradeço também ao incentivo universitário PDPD, concedido na forma de bolsa, para o desenvolvimento deste ensaio.<br /><br /><span style="font-weight: bold;">Referências bibliográficas</span><br />-Gould,S.J. A imprevisível e fortuita evolução da vida. <span style="font-style: italic;">Scientific American Brasil, Especial - História da Evolução</span>, p. 64-75; 1998.<br />-Santos, C.M.D. Os Dinossauros de Hennig: sobre a importância do monofiletismo para sistemática biológica. <span style="font-style: italic;">Scientiae Studia</span>, 6(2), p. 179-200; 2008.<br />-Scott, G.B.E.C. Manobras mais Recentes do Criacionismo. <span style="font-style: italic;">Scientific American Brasil Especial - A Evolução da Evolução</span>, 81, p. 82-89; 2009.<br />-Stix, G. O Legado Vivo de Darwin. <span style="font-style: italic;">Scientific American Brasil Especial - A Evolução da Evolução</span>, 81, p. 26-31; 2009.</span></div>Charles Morphy D. Santoshttp://www.blogger.com/profile/18227877120350408172noreply@blogger.com3tag:blogger.com,1999:blog-2265163048479445553.post-78275573061843355302009-08-20T09:30:00.000-07:002009-08-20T09:40:38.446-07:00Pesquisando Desde o Primeiro Dia<div style="text-align: justify; font-family: arial;"><span style="font-size:100%;">Meus caros,<br /><br />Esse blog tem como objetivo servir como plataforma de divulgação e discussão dos resultados obtidos em dois projetos PDPD (Pesquisando Desde o Primeiro Dia) da Universidade Federal do ABC, ambos sob minha orientação.<br /><br />Aqui serão postados ensaios e material produzido por Anna Carolina Russo e Leandro Pereira Tosta, alunos do Bacharelado em Ciência & Tecnologia da UFABC. Ambos estão se debruçando sobre aspectos relevantes para a compreensão da evolução dos Metazoa (animais), com especial ênfase em filogenias baseadas em dados morfológicos, embriológicos e moleculares.<br /><br />O projeto de Anna Carolina Russo intitula-se "<span style="font-weight: bold;">Sobre as infinitas formas de grande beleza: introdução à evo-devo para o estudo da evolução dos animais</span>". Segue um breve resumo: "A evo-devo estuda como evoluiu o desenvolvimento e como as modificações do desenvolvimento afetaram as mudanças evolutivas. Conceitos relacionados à embriologia, desenvolvimento e genética têm sido utilizados em conjunto com a paleontologia para se compreender a evolução de estruturas e de grupos taxonômicos, especialmente entre os animais (Metazoa). Um projeto de revisão de uma área abrangente como a evo-devo permitirá o levantamento de dados, conceitos e teorias dentro de uma visão abrangente da teoria da evolução, com especial ênfase na origem e diversificação dos animais nos últimos 600 milhões de anos. Com isso, será possível conectar hipóteses e informações fornecidas por diferentes áreas da biologia em um grande arcabouço histórico-evolutivo. Esse projeto tem como objetivo a síntese de informações a partir da análise de diferentes hipóteses filogenéticas para os Metazoa que utilizem dados de biologia evolutiva do desenvolvimento."<br /><br />O projeto de Leandro Pereira Tosta intitula-se "<span style="font-weight: bold;">Genes, animais e evolução: sobre o uso de dados moleculares em filogenias de Metazoa</span>". Segue o resumo: "A sistemática filogenética introduziu na sistemática biológica a perspectiva de que a descendência com modificação é a causa dos padrões reconhecidos no mundo natural. Atualmente, ela tem sido beneficiada pelo uso de seqüências moleculares, visto que há um conjunto gigantesco de informação filogenética no DNA. Esses caracteres têm a possibilidade de transcender a morfologia dos organismos, permitindo o exame dos organismos no nível dos genes e dos produtos gênicos, o que é muito relevante no discernimento entre hipóteses filogenéticas incongruentes, especialmente quando se trata de filogenias de Metazoa (animais). Este projeto tem como objetivo a análise comparativa de diferentes propostas de filogenias de Metazoa, obtidas via seqüências moleculares, o que permitirá circunscrever problemas da utilização de dados moleculares em filogenias, benefícios do uso dessa classe de dados e de que forma a sistemática molecular pode auxiliar na resolução de várias das questões que ainda pairam acerca da evolução dos animais".<br /><br />Charles Morphy D. Santos<br />-------------------------------------<br />Professor Adjunto de Biologia Evolutiva e Comparada dos Animais<br />Centro de Ciências Naturais e Humanas<br />Universidade Federal do ABC</span></div>Charles Morphy D. Santoshttp://www.blogger.com/profile/18227877120350408172noreply@blogger.com0