Cientistas revelaram vários vestígios evolucionários nos músculos de embriões humanos

Em um robusto estudo publicado no periódico Development (1), um time de biólogos especializados em evolução biológica, e liderados pelo Dr. Rui Diogo da Universidade de Howard, EUA, mostrou que numerosos músculos atavísticos dos membros (pernas e braços) - conhecidos de estarem nos membros de vários animais mas geralmente ausentes nos adultos humanos - são de fato formados durante o desenvolvimento embrionário humano e então perdidos previamente ao nascimento. Além disso, os pesquisadores mostraram que alguns desses músculos, como os metacarpais dorsais, desapareceram dos nossos ancestrais vertebrados adultos há mais de 250 milhões de anos, durante a transição evolutiva dos répteis sinapsídeos para os mamíferos.

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Ainda mais interessante, o novo estudo mostrou que, tanto nas mãos quanto nos pés humanos, dos 30 músculos formados em torno de 7 semanas de gestação, um terço deles se tornará fusionado ou completamente ausente em torno da 13° semana de gestação. Isso reforça a quebra do mito de que nós tendemos a ficar mais complexos ao longo do nosso desenvolvimento pré-natal, e também o velho mito de que no percurso evolutivo os organismos vivos necessariamente se tornam mais complexos (na verdade esse tipo de mito é propagado por pessoas que não entendem o que de fato é a evolução biológica).

Os impactantes achados oferecem importante novo conhecimento sobre como nossos braços e pernas evoluíram a partir dos nossos ancestrais tetrápodes e também joga luz em relação a variações e patologias humanas, no sentido em que músculos atavísticos são frequentemente encontrados tanto como raras variações nas populações humanas em geral ou como anomalias encontradas em humanos nascidos com má-formações congênitas.

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Desde que Darwin propôs sua teoria evolucionária (englobando o mecanismo de Seleção Natural e Sexual), cientistas têm demonstrado que estruturas atavísticas (estruturas anatômicas perdidas durante o percurso evolutivo de um certo grupo de organismos que podem estar presentes nos embriões ou reaparecerem nos adultos como variações ou anomalias) fortemente suportam a ideia que espécies mudam ao longo do tempo a partir de um ancestral comum através de "descendência com modificação" (descrição básica do processo evolutivo). Por exemplo, avestruzes e outras aves não-voadoras possuem asas vestigiais, enquanto baleias, golfinhos e as toninhas (pequenos cetáceos da família Phocoenidae) não possuem membros traseiros mas seus embriões iniciam e então abortam o desenvolvimento desses membros ausentes após o nascimento. De forma similar, estruturas temporárias muito parecidas com caudas são encontradas nos embriões humanos e vestígios de uma cauda ancestral perdida é retida e representada pelo nosso cóccix.

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> Para mais informações sobre estruturas vestigiais e processos evolutivos, acesse: Evolução Biológica é um Fato Científico

Nos últimos anos, os cientistas têm investigado músculos e estruturas ósseas em embriões humanos, com evidências sugerindo diversas estruturas vestigiais ainda não descritas. Com os recentes avanços nas tecnologias de análise gráfica - incluindo construção de imagens tridimensionais de alta qualidade - as investigações anatômicas de fetos e embriões de animais diversos estão ficando cada vez mais detalhadas. Nesse sentido, o novo estudo foi o primeiro a produzir a primeira análise detalhada do desenvolvimento de braços e de pernas humanas no estágio embrionário e fetal, permitindo também revelar a presença de vários músculos atavísticos transientes antes nunca descritos ou confirmar outros sugeridos. A análise ontogenética foi realizada via whole-mount immunostaining (biomarcadores baseados em anticorpos), clareamento 3DISCO (imagem tridimensional de órgãos tratados com solvente) e escaneamento via lâminas de luz.

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Músculos Vestigiais

As novas análises anatômicas ontogenéticas revelaram que vários músculos atavísticos presentes no fenótipo normal dos nossos ancestrais estavam também presentes no fenótipo normal durante o estágio inicial do desenvolvimento humano ontogenético, e então desapareceram ou se tornaram reduzidos e completamente fusionados com outros músculos, portanto não estando presentes/distinguíveis nos humanos adultos.

Entre esses músculos revelados, estão incluídos os músculos do membro superior epitrocleoanconeus, os epitrocleares dorsais, os contraentes, e os metacarpais dorsais; nos músculos do membro inferior, podemos citar os contraentes, os metatarsais dorsais e os digiti minimi oponentes. Esses músculos estão presentes em vários outros tetrápodes (superclasse de vertebrados terrestres possuidores de quatro membros) e, com exceção dos metacarpais dorsais (os quais frequentemente persistem nos adultos, fusionados com outros músculos), todos estão normalmente ausentes nos adultos humanos.

Notavelmente, todos esses músculos atavísticos são encontrados tanto como raras variações na população adulta e como anomalias em indivíduos com má-formações congênitas, como aquelas associadas com trissomias (três cópias de um cromossomo ao invés de duas) 13, 18 e 21, reforçando a ideia que tais variações e anomalias podem estar relacionadas com o atraso ou interrupção no desenvolvimento normal fetal. Quando esses músculos são expressos pós-nascimento, eles não mostram conferir vantagens ou desvantagens, o que caracteriza um clássico vestígio evolutivo.

A presença de tais estruturas vestigiais nos embriões humanos reforçam o cenário de limitações ontogenéticas no percurso evolutivo, ou seja, estruturas que não precisavam estar ali, mas acabaram persistindo por limitações dos mecanismos evolutivos (no caso, impossibilidade de formar o músculo humano diretamente, sem necessidade dos passos embrionários presentes nos ancestrais). Ou seja, uma óbvia demonstração da ancestralidade comum.

> Para mais detalhes e imagens dos achados, acesse o link para o estudo original: Diogo et al. (2019)
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No estudo, os pesquisadores também revelaram uma dramática diferença na ordem de desenvolvimento em relação à emergência de músculos entre os membros superiores e inferiores. Os autores concluíram nesse contexto que não existe um paralelismo 'filo-derivado' entre a ordem nas quais os músculos apareceram no percurso evolutivo dos vertebrados em comparação com a ordem que eles aparecem na ontogenia humana, como já havia sido proposto por certos autores no passado.

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Até o momento, os dados e imagens em livros acadêmicos de medicina eram baseadas em análises de décadas atrás realizadas via secções histológicas, reconstruções com cera e reconstruções tridimensionais com tecnologias ultrapassadas de embriões e fetos humanos marcados com tintas especiais. Aliás, grande parte do nosso conhecimento sobre desenvolvimento musculoesquelético de membros humanos datam de mais de um século atrás. Tecnologias mais modernas estavam sendo restritas a análises mais robustas de animais não-humanos, como ratos e galinhas. Hoje já existem vários grupos de cientistas utilizando técnicas mais modernas para atualizarem um novo atlas anatômico humano, desde o embrião até a fase adulta.

O novo estudo é um passo nesse sentido, e contribui para um melhor entendimento do desenvolvimento muscular humano e nos tetrápodes em geral, tanto em termos de desenvolvimento, quanto em termos de filogenia e evolução.


(1) Publicação do estudo: Development