Evolução paralela confirmada nesses estranhos vertebrados primitivos
Um estudo publicado no periódico Proceedings of the Royal Society B (1), e conduzido por paleontólogos da Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), Alemanha, e da Universidade de Calgary, Canadá, trouxe conclusiva evidência de evolução paralela há centenas de milhões de anos. A partir da análise de dentes fossilizados de conodontes - vertebrados primitivos do período Permiano -, os pesquisadores mostraram que esses animais se adaptaram a novos habitats de forma quase idêntica, mesmo vivendo em diferentes regiões geográficas. Evolução paralela é um dos mais convincentes argumentos provando o principal mecanismo (seleção natural) da Teoria da Evolução, no sentido de prever como animais e plantas irão evoluir para se adaptar a mudanças em seus habitats.
Conodontes são um extinto grupo de primitivos vertebrados marinhos (aproximadamente 510-201 milhões de anos atrás) que foram os primeiros a desenvolverem esqueleto dental biomineralizado fosfático, o qual consistia de elementos similares aos encontrados nos nossos dentes formando um complexo aparato de alimentação. Filogeneticamente, a posição desses animais permanece não-resolvida entre outros grupos primitivos de vertebrados, e com os seus mais próximos parentes evolutivos ainda vivos sendo as lampreias. Os dentes no formato de cone desses animais podem ser encontrados como micro-fósseis em rochas sedimentares ao longo do globo, com um estimado de ~3 mil diferentes espécies de conodontes já descritas. Com base em padrões de desgaste e de fraturas, biomecânica, alometria de crescimento e adaptação microestrutural, alimentação via filtração ou hábito parasita podem ser excluídos para a maioria dos conodontes. Nesse sentido, esses animais eram provavelmente nadadores capazes de ativamente perseguir suas presas e de usar mastigação mecânica sobre seus tecidos.
A linhagem Sweetognathus - um gênero pertencente aos conodontes - evoluiu quase no início do Período Permiano (298,9 milhões de anos atrás) dentro de águas marinhas rasas próximo do equador. A radiação adaptativa e dispersões desse clado seguiram numerosas flutuações associadas aos níveis dos mares controlados pelo avanço ou pelo recuo das geleiras continentais durante a Era do Gelo do Paleozoico Tardio, com populações derivadas se tornando isoladas durante os mais baixos níveis do ar quando o volume de gelo na porção continental Gondwana estava em seu máximo.
Uma das mais marcantes evidências para o crucial papel da seleção natural na evolução das espécies é fornecida pela convergência repetida de características extremamente similares entre populações independentes habitando ambientes similares e partindo de um mesmo ancestral comum, ou seja, evolução paralela. Esse processo fortemente implica um mecanismo determinístico e, portanto, previsível para a emergência de novos traços fenotípicos ou genéticos que superam simples eventos históricos de aleatoriedade que marcam, por exemplo, os processos de mutação e de deriva genética. Esse paralelismo é uma resposta aos mesmos fatores ambientais de pressão seletiva em diferentes regiões geográficas agindo sobre um mesmo background genético/fenotípico. Em termos genéticos a evolução paralela - chamada de evolução molecular convergente - ocorre quando diferentes organismos podem modificar o mesmo gene para resolver o mesmo problema mesmo se as modificações (mutações) em si não sejam necessariamente as mesmas.
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Talvez o exemplo recentemente descrito mais notável desse processo de evolução paralela envolva os afídeos - insetos que se alimentam da seiva de plantas e também conhecidos como pulgões ou piolhos-das-plantas. Os afídeos possuem uma relação simbiótica obrigatória com a bactéria Buchnera aphidicola. Na família de afídeos Lachinae, a Buchnera acabou perdendo capacidades metabólicas, especificamente a habilidade de sintetizar os nutrientes essenciais riboflavina e, em algumas espécies, triptofano. Essa perda de capacidade acabou sendo complementada por uma segunda bactéria simbionte obrigatória em vários afídeos: a espécie Serratia symbiotica. Em um estudo publicado no periódico Current Biology (2), os pesquisadores mostraram que essa relação simbiótica co-obrigatória emergiu de forma independente 4 vezes seguindo exatamente os mesmos passos (trajetórias genômicas, metabólicas e anatômicas), com a perda dos aminoácidos essenciais - levando à dependência da S. symbiotica - ocorrendo há cerca de 30-60 milhões de anos. O processo de evolução paralela nesse caso parece ter ocorrido devido aos custos energéticos da síntese desses nutrientes.
Já um exemplo bem estabelecido e claro de evolução paralela ocorreu com a espécie de peixe Ciclídeo Midas (Amphilophus citrinellus) na Nicarágua. Há aproximadamente 6 mil anos, alguns poucos peixes da população original (habitante de rios) colonizaram de forma independente vários lagos similares no país, evoluindo idênticas adaptações morfológicas nos novos habitats e gerando subespécies muito parecidas entre si, mesmo sem quaisquer conexões entre esses lagos.
Nesse sentido, no novo estudo, os pesquisadores resolveram investigar os dentes fossilizados de conodontes do gênero Sweetognathus, os quais exibem evidências de evolução paralela. Para isso, eles analisaram fósseis dentais desse clado oriundos de várias localizações ao redor do mundo, incluindo Bolívia e Rússia. Com o uso da Teoria das Placas Tectônicas, os pesquisadores separaram espécimes habitando a mesma região daqueles habitando diferentes regiões. Os fósseis selecionados - medindo de 2 a 3 milímetros de comprimento - foram escaneados com resolução espacial de 4 micrômetros, resultando em alta definição das imagens obtidas. Modelos 3D precisos e descrições matemáticas (técnicas morfométricas geométricas) foram então feitas para mais de 40 amostras escaneadas, fornecendo medidas de variações morfológicas intra- e interespecíficas entre populações.
Os resultados das análises forneceram forte evidência confirmando recorrentes espécies paralelas seguindo trajetórias fenotípicas similares, com os paralelismos morfológicos mais evidentes associados:
- ao desenvolvimento de dentículos carinais anteriores e dentículos carinais posteriores alongados, lateralmente limitados na base;
- e à repetida tendência dos dentículos de se alongarem lateralmente e de se comprimirem oralmente, assim como em formar um distinto canal axial, com perda do ápex denticular.
Em específico, os pesquisadores mostraram que os dentes fossilizados na Bolívia e na Rússia vieram de espécies derivadas de um ancestral comum direto, provando que duas linhagens do gênero Sweetognathus em duas diferentes partes do mundo seguiram o mesmo padrão de desenvolvimento. Essa é outra prova para a Teoria Evolutiva ancorada em um longo período geológico.
Segundo os pesquisadores, o catalisador para a emergência dessas morfologias recorrentes paralelas em ambos os exemplos de evolução fenotípica paralela é provavelmente alguma forma de repetida seleção direcional trazida por similaridades de pressões ambientais seletivas nos ecossistemas marinhos associados.
(1) Publicação do estudo: https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rspb.2020.1922
Referências adicionais:
Reviewed by Saber Atualizado
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dezembro 17, 2020
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