Extinções em massa vs Genética

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Os sinais geológicos de extinções em massa são muito distintos: a foto ao lado mostra a marcação geológica que ilustra o período onde ocorreu a famosa extinção Cretáceo-Terciária, também chamada Extinção KT, onde a letra “K” é a inicial da palavra alemã “Kreide” que significa “giz”, e descreve a camada sedimentária de calcário proveniente daquela época, enquanto que a letra “T” representa “terciário”, o período geológico seguinte.

A Extinção K-T ocorreu há aproximadamente 65 milhões de anos e aniquilou cerca de 70% das espécies na Terra, incluindo nossos amigos dinossauros. Esta foi a última extinção em massa, e seus efeitos sobre a vida da Terra é muito clara e dramática. Mamíferos têm evoluído e se propagado (“irradiado” é o termo usado em biologia evolutiva), ocupando muitos dos nichos ecológicos que outrora pertenceram aos dinos. Os dinossauros que restaram evoluíram até se tornarem nossas aves (O que não faltam são artigos sobre isso aqui), enquanto um grupo mamíferos – mais especificamente os primatas – evoluíram e desenvolveram inteligência, a qual foi responsável pela criação de telefones celulares, computadores e o Ceticismo.net. As marcas da Extinção KT são, portanto, encontradas em toda parte: em fósseis, em registros geológicos e de vida existente (não só animais, como vegetais também).

Mas, podemos encontrar outras evidências deixadas? Sim, talvez! Se houve uma grande mudança na vida na Terra, e quem controla a vida é o DNA, então seria lógico de se supor que poderemos encontrar marcas da extinção KT no genoma, certo? Bem, um estudo publicado recentemente alega que sim. O estudo foi publicado na revista de acesso aberto, Genome Biology and Evolution por um grupo da Universidade de Indiana. Vamos a algumas informações básicas para vocês entenderem.

Organismos podem adquirir DNA de outros organismos, inserindo pedaços de DNA estrangeiros – conhecidos como DNA móveis – no genoma. Uma maneira de ilustrar isso são as infecções virais. Vírus misturam seu próprio material genético com o do hospedeiro, fazendo com que as células hospedeiras passem a fabricar mais vírus. Se acontecer a esses vírus também infectar células germinativas – espermatozóides e os óvulos -, onde as inserções ou retrotransposons seriam transmitidos às gerações subseqüentes. É bastante fácil de identificar estas inserções virais: são ladeados por trechos característicos de DNA chamados de Long Terminal Repeats (repetições ao longo dos terminais) ou LTRs. Durante o processo de infecção e de inserção, LTRs servem como “ganchos de inserção”. Durante gerações, o LTR do lado esquerdo e o do lado direito adquirem mutações e afastam-se de suas sequências originais. Para os biólogos evolutivos, LTRs pareados servem como um relógio molecular; pois, assim, determinam o quanto uma espécie sofreu mais mutações que outras, pois indicará (através das suas inserções) qual deles sofreu maior taxa de mutação. Por exemplo:

Após a inserção: CCCAAAGGG ——- CCCAAAGGG
Gerações posteriores: CCGAATGGG ——- CCCAGAGAG

Assim, olhando para um genoma completo, podemos ver um antigo conjunto de LTRs. É como procurar uma casa antiga, que a cada novo proprietário decidiu fazer algo quando a ocupou: um acrescentado um pátio, outro uma janela e assim sucessivamente. O que os biólogos fazem é estimar quando o pátio apareceu e quando a janela foi colocada lá. Como podem imaginar, não é uma tarefa fácil, mas também nada impossível de se fazer.

Entretanto, alguns ocupantes da referida casa podem simplesmente derrubar uma parede ou remover a cobertura da varanda. Da mesma forma, LTRs podem ser perdidos, e não apenas adicionados. Existem muitas formas de LTRs no genoma, pode ser através “supressão progressiva”, através de uma acumulação de mutações, ou podem ser extirpados do genoma através de uma certa perda de uma seção. Um LTR pode também ter um efeito deletério, tais como o aumento da possibilidade de câncer, ou diminuindo a viabilidade do sistema imunológico. Afinal de contas, um LTR é como se fosse um visitante indesejado e eu não conheço ninguém que fique feliz em receber visitantes indesejados. Assim, tais LTRs serão selecionados, mediante a Seleção Natural, à medida que eles oferecerem males ao seu hospedeiro. A Seleção Natural é implacável com criaturinhas indesejadas. Voltando à analogia da casa: assim que os verdadeiros donos chegarem e verem a mixórdia que os outros ocupantes deixaram, simplesmente começarão a faxina. Tudo bem que aquela prateleira na cozinha ficou legal, vamos deixar, mas fazer um buraco na porta pro cachorro passar – quando NÃO TEMOS cachorros – foi de doer. Fora com aquilo!

A taxa de perda do LTR em comparação com a taxa de ganho pode ser modelada estatisticamente e, a partir desse modelo, a esperada distribuição de LTRs de diferentes idades no genoma podem ser deduzidas. Basicamente o modelo indica que veremos uma distribuição de muitos LTRs que foram bastante recentemente adquiridas no genoma, e cada vez menos LTRs mais velhos. Isto porque a probabilidade de uma única LTR sendo perdida a partir do genoma aumenta exponencialmente ao longo do tempo. Com efeito, os autores analisaram uma mosca (Drosophila), plantas (Arabidopsis) e peixe (Fugu) genomas. Eles descobriram que a distribuição de LTRs encaixam -se muito bem no modelo estatístico esperado.

Quando os pesquisadores pararam para observar o genoma dos mamíferos, incluindo primatas, as coisas ficaram estranhas. Em vez de ver uma população predominantemente jovem de LTRs, eles viram uma população de meia-idade. Eram poucos LTRs jovens, enquanto havia um número inesperadamente alto de LTRs velhos. Isso porque genomas de mamíferos vêm ganhando LTRs em menor quantidade ultimamente? Ou foi porque velhos LTRs estavam sendo perdidos numa taxa excessiva? Aliás, por que isso só apareceu em alguns mamíferos, mas não apareceu em outros, como no caso de roedores?

Quando olharam de perto, eles descobriram outra esquisitice: quase sem excepção, o pico (e posterior declínio) ocorreu logo após a extinção KT. Claro que esse “logo após”, em termos evolutivos, pode significar algo como cinco milhões de anos. Imagino que algum criaBURRIcionista tosco acabou de sair correndo pela porta completamente nu, usando uma cueca na cabeça, feliz da vida e dizendo “Eo sabia, ó pá! Os malditos darwinistas estavam errados e o mundo não tem mais que 6 mil anos. U-HUUUUUUUUU!!!!!!”

Deixando os malucos lusitanos que acreditam em fadas, gnomos e outras entidades fantásticas que criam chuvaradas pra lá, podemos dizer que este “pequeno” intervalo de milhões de anos não é nadinha, em comparação aos mais de 3 bilhões de vida na Terra. Assim, a associação com a Extinção KT era por demais evidente para ser ignorado. Nós sabemos porque é que há uma linha de irídio nas montanhas ao sul do Texas, com muitos fósseis dinossauro abaixo dela, mas nenhuma acima dela: o meteoro rico em irídio que devastou Terra deixou uma marca indelével. Mas um súbito pico e subsequente declínio neste elemento móvel do DNA em mamíferos foi enigmático.

Para checar se este fenômeno foi primariamente devido a um aumento na taxa de perda do LTR ou a um decréscimo no ganho do mesmo, os cientistas procuraram por um outro tipo de trecho móvel de DNA. Um trecho que, ao contrário dos LTRs, não desaparece. Estes genes nuclear-mitocondrial são genes que se “movem” da mitocôndria para o núcleo da célula que abriga esta organela. Examinando os genes mitocondriais como controle, se existir mais trechos jovens no DNA mitocondrial, em comparação com o dos não-mamíferos, então isso significa que a taxa de aquisição geral de trechos móveis de DNA no genoma está em declínio, e não porque trechos estão sendo removidos rapidamente. Os pesquisadores descobriram que, com os genes nuclear-mitocondriais dos mamíferos, a taxa de migração da mitocôndria para o núcleo sofreu uma redução.

Portanto, parece que o genoma dos mamíferos teve trechos móveis do DNA removidos apenas em torno da época em que ocorreu a Extinção KT, variando em alguns poucos milhões de anos. O fato ilustrado é que os mamíferos existem desde milhões de anos antes da extinção KT. Quando os dinossauros desapareceram, os mamíferos começaram a irradiar-se, preenchendo os nichos ecológicos existentes, e todo um novo nível de concorrência surgiu. O que a Seleção Natural tomou dos dinos, deu aos mamíferos, por eles (os mamíferos) estarem aptos a sobreviverem, gerarem descendentes e assim por diante.

A Seleção Natural dá, a Seleção Natural toma. Louvada seja a Seleção Natural.

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Sobre André Carvalho

και γνωσεσθε την αληθειαν και η αληθεια ελευθερωσει υμας