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Quais as evidências da evolução biológica?


> Este artigo é parte de uma discussão mais ampla sobre Evolução Biológica. Para mais informações sobre a história por trás da Teoria Evolutiva, evidências evolutivas e esclarecimento dos questionamentos mais frequentes sobre o tema, acesse: Evolução Biológica é um FATO CIENTÍFICO

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            Como anteriormente exposto, a Evolução Biológica é um fato científico corroborado por inúmeras evidências reveladas pelos cientistas e observações de eventos evolutivos que requerem relativa curta duração. Não é algo que depende da sua vontade de acreditar. Simplesmente é um fato, assim como a geração de gravidade por um corpo com massa é um fato. Vamos, então, listar as principais evidências que nos levam a concluir que a Evolução Biológica é um fato científico, não uma mera hipótese ou especulação. Na verdade, vamos enumerar principalmente as evidências que já se somam aos processos evolucionários já provados e facilmente observados em relativos curtos intervalos de tempo, como a resistência bacteriana (superbactérias resistentes aos antibióticos)  e as variações viróticas (a razão das vacinas da gripe, por exemplo, sempre precisarem estar sendo atualizadas para acompanhar o passo evolucionário dos vírus responsáveis pela doença), devido à altíssima taxa de reprodução desses seres e a mecanismos evolucionários auxiliares que facilitam a dispersão/aquisição de novos de genes - como a já discutida TLG.
   


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     FÓSSEIS

           Através dos registros fósseis (restos conservados ou traços de seres vivos de um passado remoto), temos uma ampla fonte de evidências sustentando a Evolução Biológica. A partir da análise de camadas de rochas sedimentares e datação radioativa (1), podemos datar com grande precisão os fósseis encontrados e criar uma linha do tempo evolucionária, encaixando quem veio primeiro e quem veio depois, deixando claro a existência de um ancestral comum para o surgimento de um novo ser.

         Hoje, muitos buracos nos registros paleontológicos já foram preenchidos com as pesquisas nessa área. Centenas de milhares de fósseis já foram descobertos e muito bem datados, todos representando sucessões de formas e transições evolucionárias ao longo das eras. A vida microbiana do tipo mais simples já existia há 4 bilhões de anos, segundo as evidências mais recentes. Já os organismos mais complexos (ou seja, células eucarióticas, as quais são mais complexas dos que as procarióticas, das bactérias) foram descobertas em rochas de aproximadamente 2 bilhões de anos. Depois disso, organismos multicelulares, como aqueles dos reinos fungi, plantae e animalia, só foram encontrados em depósitos mais recentes ainda. Em outras palavras, todos os achados seguem uma ordem lógica de complexidade, marcando um processo de evolução gradual e previsto em teoria, como exemplificado no esquema abaixo.



           Somando-se a isso, ao considerarmos o grupo mais complexo dos vertebrados, onde nós estamos incluídos, diversos fósseis encontrados preenchem a sequência lógica de evolução entre eles. Elos entre peixes e anfíbios, entre anfíbios e répteis, entre répteis e mamíferos e, dentro deste último, temos os primatas (nós), onde são incontáveis os fósseis encontrados, especialmente do nosso gênero Homo. E temos que dar um holofote especial à descoberta prevista pela teoria evolucionária em 2004 (Ref.25), onde os fósseis da espécie Tiktaalik roseae foram descobertos, mostrando claramente uma morfologia de transição entre nadadeiras e membros. Ou seja, um peixe adquirindo características de um tetrápode terrestre, marcando um dos vários possíveis intermediários entre a vida marinha e a vida terrestre para os tetrápodes. Em 2010, cientistas encontraram registros fósseis de pegadas ainda mais antigas do que quando os Tiktaalik começaram a se preparar para o avanço no ambiente terrestre (Discutirei isso mais para frente).

Descoberto em 2004 e detalhado em uma publicação de 2006 na Nature, o Tiktaalik roseae é um potencial passo evolucionário das águas para a terra

          Concluindo, o recorde fóssil fornece consistentes evidências de uma mudança sistemática com o decorrer temporal. Com o tamanho gigantesco do corpo de evidências, é praticamente um fato de que não ocorrerá descobertas reversas, ou seja, de que anfíbios terão surgido primeiro do que os peixes, ou de que os mamíferos terão surgido antes dos répteis. Aliás, até hoje, depois de inúmeros fósseis analisados, nenhuma ordem reversa foi encontrada. A complexidade é crescente e obedece perfeitamente à Teoria que hoje explica a Evolução Biológica.

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Exemplos recentes de transições evolutivas evidenciadas pelos fósseis:

         É comum muitos criticarem os registros fósseis ao acusarem que até hoje nenhuma transição completa - passo a passo - foi encontrada entre eles. Ora, obviamente os registros fósseis são limitados, já que a fossilização é um evento raro.  A maioria massiva dos seres que morrem acabam não deixando fósseis para trás ou por causa da degradação biológica ou por outros efeitos ambientais destrutivos, como erosões e movimentações geológicas. E, quando deixam, em vários casos os fósseis se encontram muito fragmentados. Além disso, organismos como plantas, invertebrados e seres muito simples em geral, enfrentam ainda maior dificuldade de fossilização e muita sorte acaba sendo requerida para criar condições perfeitas que permitam um registro fóssil de mínima qualidade. Sem sombra de dúvida, apenas uma fração minúscula da diversidade de vida na Terra desde o seu início se encontra fossilizada e disponível para os cientistas.

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  ESTRUTURAS COMUNS

            Quando comparamos a anatomia de diferentes animais, extintos ou não, vemos semelhanças que sugerem fortemente a necessidade de uma descendência comum. Entre os mamíferos, por exemplo, podemos citar o fato dos humanos, ratos e morcegos terem modos de vida completamente diferentes, além de características externas (tamanho, aparência) muito diferenciadas, mas todos eles manterem semelhanças fisiológicas e ósseas muito parecidas, incluindo órgãos e, principalmente, o esqueleto. Aliás, ratos são usados como excelentes modelos humanos para estudos diversos em laboratório. Os ossos são ainda mais surpreendentes, porque apesar de serem usados para funções diversas (voo, corrida ou escrita), os braços/membros desses três animais, por exemplo, são muito parecidos e compostos de componentes esqueléticos comuns. Outra semelhança óbvia é a presença sempre constante de quatro membros. Fica claro que compartilhamos um ancestral comum tetrápode (possuidores de quatro membros).
           Essas estruturas similares são chamadas de homólogas pelos cientistas. Darwin, aliás, estava seguro que a evolução biológica era um fato apenas observando essas estruturas. Ora, por que um morcego precisa de longos dedos para a formação das asas e possui toda a extensão do braço extremamente similar àquela vista nos outros tetrápodes, incluindo humanos? Por que, ao invés disso, os morcegos não possuem uma assa similar aos insetos e mãos livres para fazer outras atividades? Obviamente, o morcego não é um animal "planejado", e, sim, fruto de processos evolutivos, derivado de descendentes com modificações, ou seja, herdando (conservando) estruturas e carregando outras modificações adaptativas a partir de ancestrais em comum com outros tetrápodes. E, nesse mesmo caminho, por que raios os golfinhos, ictiossauros, plesiossauros, entre outros répteis e mamíferos aquáticos extintos ou não possuem a estrutura óssea de dedos dentro das nadadeiras? Por que esses dedos não estão presentes dentro das nadadeiras de peixes, como os tubarões? Ora, a resposta é óbvia: porque esses animais descenderam de répteis ou mamíferos terrestres tetrápodes que possuíam dedos funcionais, ganhando modificações no processo evolutivo para a adaptação ao ambiente aquático mas conservando estruturas dos seus ancestrais comuns.



       
          Todos os seres vivos carregam várias estruturas homólogas - óbvias e não-óbvias - derivadas dos seus ancestrais comuns, e quanto mais próximos dois ou mais organismos estão de um mesmo ancestral comum, maior é a quantidade de similaridades homólogas, já que terão acumulado menos modificações em relação a outros ancestrais mais longínquos. Podemos fazer um paralelo com as diferentes línguas no mundo: no Ocidente e parte do Oriente, temos a família de línguas Indo-Europeias, todas derivadas de ancestrais comuns, como o Grego Micênico, as línguas Anatólias, e o Latim. O Latim, por exemplo, é o ancestral comum das línguas neolatinas (Italiano, Francês, Espanhol, Português, Romeno, Catalão, entre outros idiomas), e, apesar do acúmulo de modificações, todas elas conservam estruturas e várias palavras comuns. E do Inglês até as línguas Germânicas, todos compartilham essencialmente o mesmo alfabeto. Aliás, assim como ocorre com o criacionismo, acadêmicos Europeus antes do Iluminismo acreditavam que as palavras e linguagens tinham sido criadas como elas se encontravam no presente, via intervenção divina. A partir do século XVI, com o explosivo aumento do comércio internacional, a contínua observação das grandes similaridades entre as linguagens de regiões geograficamente muito distantes - da Índia até as ilhas Britânicas -, logo começaram a deixar claro que todas elas possuíam uma ancestralidade comum, algo que ficou mais do que estabelecido com o avanço dos estudos linguísticos, historiográficos e arqueológicos. De fato, é possível estudar a 'evolução' das linguagens através de modelos evolutivos de filogenia, como  demonstrado recentemente em um interessante estudo sobre a origem dos Contos de Fada (1).


           Ainda com foco no sistema esquelético, um outro exemplo marcante é a composição óssea dos mamíferos e répteis. A mandíbula inferior dos mamíferos contêm apenas um osso, sendo que nos répteis a mesma é constituída por vários. Porém, encontramos que os ossos do ouvido dos mamíferos (martelo, bigorna e estribo) são homólogos com os ossos encontrados na mandíbula inferior dos répteis! E mais: paleontologistas já descobriram formas intermediárias que compartilham características tanto de mamíferos quanto de répteis (Therapsida, um grupo de synapsidas que incluem mamíferos e seus ancestrais) com um mandíbula de junção dupla - uma contendo os ossos que persistiram nos mamíferos e outra que contém os ossos que eventualmente se transformaram no martelo e na bigorna do ouvido. E esses ossos do ouvido médio dos mamíferos acabam sendo homólogos aos ossos de sustentação da guelra (arches) de peixes agnatanos (um tipo de enguia sem maxilar - início de evolução do maxilar) - e ossos encontrados no maxilar de anfíbios.



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OSSÍCULOS AUDITIVOS

          Os mamíferos possuem três ossículos no ouvido médio - martelo, bigorna e estribo (amarelo) - responsáveis pela aguçada audição nesse grupo. Nos répteis e nos ancestrais dos mamíferos, esses ossos fazem parte da mandíbula e ajudam a processar o alimento, ou seja, a junta mandibular primária serve tanto para o função de mastigação quanto para a função de audição (transferência de sons). Nesse sentido, nos mamíferos, as duas funções e estruturas relacionadas são separadas, com a existência de uma única mandíbula inferior ossificada e, como mencionado, um ouvido médio tri-ossicular.

           Apesar da junta mandibular primária e os ossos pós-dentários diferirem dos ossos auditivos nos mamíferos em termos de morfologia, suas homologias já foram exaustivamente demonstradas via evidências genéticas, paleontológicas e de desenvolvimento embrionário. Em particular, já foi mostrado que genes trabalhando em concerto na regulação dos ossos do ouvido médio de mamíferos também regulam padrões de desenvolvimento na junção mandibular de vertebrados não-mamíferos (Ref.157).

          No final de 2011, o fóssil do mamífero primitivo Liaconodon hui foi reportado e descrito por paleontólogos, representando um estágio transicional: um pedaço de cartilagem endurecida na mandíbula (cartilagem de Meckel, em laranja na imagem abaixo) suportava parte dos ossículos em separação e o tímpano (Ref.158). Enquanto que os ossos auditivos estavam desanexados da estrutura dentária, eles ainda retinham um substancial contato ósseo com a cartilagem de Meckel, fazendo com que as funções de mastigação e de audição ainda interferissem uma com a outra.


        (I) Já no final de 2019, um time internacional de pesquisadores reportaram e descreveram no periódico Science (Ref.159) uma nova espécie de simetrodonte (Origolestes lii) a partir de dois espécimes fossilizados. Datados do Cretáceo Inferior, essa espécie não possuía os ossos auditivos, incluindo o angular, em contato com a cartilagem ossificada de Meckel; esse último se encontrava alojado solto na parte traseira medial do dentário. Segundo os pesquisadores, essa configuração provavelmente representa o estágio morfológico inicial do ouvido médio definitivo dos mamíferos e corrobora a teoria evolutiva relativa à evolução do ouvido médio nesse grupo.



           As evidências acumuladas até o momento, portanto, mostram que os aparatos da audição e da mastigação evoluíram de forma modular na transição réptil-mamífero. Nesse sentido, iniciando como um complexo integrado nos cinodontes não-Mammaliaformes, os dois módulos, regulados por mecanismos genéticos e de desenvolvimento similares, eventualmente foram desacoplados durante o processo evolutivo, permitindo uma otimização que possibilitou uma mastigação e uma audição mais eficientes nos mamíferos. A independência entre os dois módulos liberou a mandíbula para uma maior especialização (modificações mandibular e dentária) para um melhor processamento de diversos tipos de alimentos, possibilitando a exploração de um maior espectro de nichos ecológicos; ao mesmo tempo, o módulo auditório, livre, pôde ser otimizado para uma audição mais sensível, englobando altas-frequências sonoras sem distúrbios masticatórios. Importante lembrar também que o ouvido médio definitivo nos mamíferos, em termos de filogenia, evoluiu múltiplas vezes a partir do complexo integrado.
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          Outra notável transição evolutiva, bem representada no registro fóssil, é a emergência do processo de amamentação. Todos os mamíferos alimentam seus filhotes com leite, e, para fazer isso, os recém-nascidos precisam de um osso especial (hioide) na região da garganta para sugar e engolir. O Microdocon gracilis - um docodonte (Mammaliaformes) do Jurássico, que viveu há 165 milhões de anos - é o mais antigo animal conhecido capaz de sugar leite, possuindo uma forma desse osso hioide que lembra aquele de mamíferos modernos, representando uma importante transição evolutiva. Os cinodontes - outra importante transição evolutiva de répteis para mamíferos - já traziam no Triássico uma forma primitiva de hioide.


          Voltando a citar os tetrápodes marinhos, estes os quais evoluíram de tetrápodes terrestres que começaram a voltar para o mar há cerca de 250 milhões de anos, durante o Mesozoico várias diferentes linhagens de répteis (mosassauros, ictiossauros, tartarugas, cobras, etc.) deram origem à linhagens de animais marinhos obrigatórios, incluindo algumas que persistem até hoje. E, mais recente na história do nosso planeta, os mamíferos terrestres também começaram a voltar para as águas, durante o Cenozoico, com diversos representantes ainda vivos, como as baleias e golfinhos. Entre os mamíferos marinhos, são diversas as semelhanças com os terrestres, como as já citadas homologias ósseas, mas temos uma ainda mais notável: o sistema pulmonar, e a necessidade de estarem sempre voltando à superfície para respirarem. Isso mostra claramente uma forte ligação com o ambiente terrestre não completamente superada pelo curso evolucionário (como o desenvolvimento de uma espécie de guelra e um metabolismo mais otimizado para permitir uma maior liberdade dentro do ambiente aquático).


          Mais exemplo interessante de homologia pode ser visto nas raias do gênero Manta e seus parentes próximos da família Myliobatidae, os quais possuem nadadeiras peitorais modificadas para uma espécie de "voo" aquático e um par de projeções/chifres na parte anterior do corpo chamados de lobos cefálicos, especializados para a alimentação. Esses lobos podem, à primeira vista, parecerem partes anatômicas completamente novas em relação a outros gêneros de rais - e supostamente apêndices separados -, mas são apenas modificações das nadadeiras temporais via regulação diferenciada de certos genes ligados à determinação de planos corporais, como o Hoxa13 e o Hoxa2 (Ref.137). Isso é também outra óbvia evidência de que os "chifres" desses peixes evoluíram a partir das nadadeiras peitorais.



          E, obviamente, não podemos nos esquecer dos dinossauros e a relação desses répteis com as aves. A evidências são tão amplas que fica, virtualmente, inquestionável o fato das aves serem descendentes evolucionários diretos dos dinossauros (no caso, dinossauros terópodes (bípedes), como os Velociraptores). Aliás, hoje em dia, muitos cientistas preferem incluir as aves, as quais compreendem mais de 10 mil espécies, como um sub-grupo dos répteis, já que várias delas partilham de características bastante parecidas com os mesmos, sendo inclusive descendentes diretos dos dinossauros. A classe Reptilia (dos répteis) já é oficialmente expandida por vários pesquisadores para incluir as aves.

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Leitura complementar:

   DINOSSAUROS E AVES

          E nessa relação evolucionária íntima entre dinossauros e aves, vale citar importantes estudos e descobertas recentes que vem para reforçar ainda mais a Evolução Biológica:

1. Todas as aves modernas - talvez com algumas exceções entre pássaros canoros - possuem um tecido ósseo chamado de Osso Medular (OM). Esse tecido é encontrado apenas em fêmeas e é dependente da presença altos níveis de estrógeno. É caracterizado por ser um rápido depósito ósseo que surge a partir do endostemo (tecido conectivo associado à medula óssea) e de curta duração, se estendendo dentro da cavidade medular e espaços inter-trabeculares de ossos longos de fêmeas de aves grávidas e tendo sua formação e depleção estritamente regulada pelos níveis de estrógeno que acompanham a ovulação. A composição e bioquímica do OM também difere dos outros tecidos ósseos.

          Bem, mas o fato que nos interessa é que esse tecido ósseo também é encontrado em fósseis de dinossauros, e praticamente só concentrado no grupo dos terópodes, ou seja, no grupo que deu origem às aves! Nem mesmo os crocodilos, parentes mais próximos dos dinossauros aviários e não-aviários (incluindo as aves modernas e extintas) possuem tal tecido. Até o momento, o OM só foi observado presente nas aves e dinossauros, já tendo sido mostrado até mesmo no Tiranossauro rex.(Ref.39) E outra: os machos das aves podem formar tais tecidos se administrado um excesso de estrógeno em seus corpos, algo que não acontece com os crocodilos. O OM, claramente, está ligado à linha evolucionária que liga as modernas aves com os extintos dinossauros.

2. Depois de um intenso trabalho em um dos fósseis de dinossauro mais bem conservados já encontrados, os pesquisadores puderam dar o visual próximo de um legítimo elo direto entre dinossauros e aves (figura abaixo). Segundo os cientistas é até difícil dizer com certeza se ele era um dinossauro ou um legítimo meio termo em plena transição. A espécie, batizada de 'Dragão de Zhenyuan', - em homenagem ao seu descobridor original -, é um parente distante dos velociraptores (os carniceiros clássicos da franquia Jurassic Park). De acordo com as evidências, parece que as asas não tinham um propósito inicial de voo, e, sim, de proteção aos ovos do ninho. Alguns especulam também que as asas serviriam para amortecer pulos entre as copas das árvores. O trabalho foi publicado ano passado na Nature (Ref.19).



3. Um artigo científico publicado no início deste ano (Ref.20) detalha fortes evidências de que os dinossauros participavam de rituais de acasalamento e criação de ninhos muito parecidos com as aves, fortalecendo ainda mais a já bem aceita ideia de que esse dois grupos de animais estão diretamente relacionados e intimamente ligados na escala evolutiva. A principal evidência é a descrição de marcas encontradas em algumas partes do Colorado, EUA, que são muito provavelmente arranhões desferidos no solo pela ´dança´ dos dinossauros em volta dos ninhos e durante o acasalamento. Seria como se estivessem ciscando, deixando arranhões que ultrapassam os 2 metros de largura em alguns casos encontrados! A imagem abaixo mostra algumas das marcas (no artigo existem outros padrões mais complexos de 'arranhões') e uma ilustração de como os terópodas se comportavam em um acasalamento.

Marcas fósseis (b) indicando uma possível dança dos dinossauros
4.  Em um trabalho publicado no periódico Evolution, pesquisadores conseguiram modificar os bicos de uma galinha ao bloquearem duas proteínas durante o desenvolvimento embrionário do animal, a FGF e a Wnt. Ambas são responsáveis pelo desenvolvimento facial típico dessas aves e, quando bloqueadas, elas deram origem a uma estrutura diferente de bicos mas próxima da boca de um réptil, em uma relativa grande semelhança com os velociraptores! Os pesquisadores envolvidos no trabalho estavam querendo saber como aconteceu a transição de dinossauros para as nossas modernas aves. (Ref.21).

À direita, o formato facial típico de uma galinha; no meio, temos a galinha modificada; à esquerda, temos a estrutura facial de um lagarto
 5. Um dinossauro desconhecido preservado em lama, e datado em cerca de 72 milhões de anos, quase foi destruído por explosivos antes de ser descoberto (Ref.22). Trabalhadores no sudeste da China, na província de Jiangxi, acharam o fóssil enquanto estavam usando dinamites em um local de construções. Mesmo o fóssil tendo sofrido algumas perdas, os pesquisadores conseguiram pegá-lo muito completo. A espécie, chamada Tongtianlong limosus, pertence a um grupo dos últimos dinossauros remanescentes antes da extinção em massa (oviraptorossauros) e que já tinham características muito próximas das aves (como pode ser notado pela reconstrução artística do espécime encontrado, momentos antes da sua morte, na foto abaixo). Seu porte é próximo das dimensões de uma ovelha. Seu estudo mais detalhado com certeza dará mais pistas sobre o processo de evolução dos dinossauros para as aves modernas, adicionando mais um exemplar aos inúmeros já encontrados possuindo penagem.


6. Analisando o crescimento ósseo e de massa corpórea em fósseis de dinossauros, paleontólogos acreditam que estes animais não possuíam sangue frio, ou quente, mas algo no meio termo. Pesquisas desde 2012 vêm conseguindo achar bons padrões entre as microestruturas ósseas dos animais atuais e seus respectivos metabolismos/temperaturas corporais, algo que pode, futuramente, servir de base comparativa para os fósseis de dinossauros. Essa hipótese ajuda a explicar o domínio dessas criaturas por tanto tempo na Terra, em torno de 130 milhões anos. Eles teriam a agilidade de cobertura territorial e taxa de crescimento acelerada um pouco próxima a dos mamíferos, e a necessidade de pouco alimento, assim como os répteis, adaptando-se fácil em diversos ambientes e adversidades. Isso também é outra forma de demonstrar o porquê das aves serem produtos direto da evolução dos dinossauros. As aves possuem sangue quente, são ágeis e possuem uma taxa de crescimento alta. Ou seja, se a hipótese estiver certa, os dinossauros passam representar uma transição ainda mais perfeita para os seus futuros descendentes aviários (Ref.23).

7. Os amniotas modernos - animais cujos embriões são rodeados por uma membrana amniótica e que englobam os mamíferos e os sauropsídeos (répteis e aves) - tipicamente desenvolvem dois centros de ossificação na região proximal (superior) do tornozelo: o astrágalo e o calcâneo. O astrágalo dos dinossauros terópodes possui um processo triangular ascendente (PTA) projetando sobre a superfície anterior da tíbia. O PTA também está presente nos aves quando filhotes e durante a fase embrionária, porém desenvolve um centro de ossificação separado, projetando-se do calcâneo na maioria das espécies. Apesar disso, à primeira vista não tornar esse desenvolvimento ósseo comparável com os dinossauros terópodes em termos de homologia - apenas uma evolução convergente -, um estudo de 2015 publicado na Nature (Ref.152), analisando representantes aviários extintos e não extintos, mostrou que o PTA não é uma projeção nem do astrágalo ou do calcâneo, mas, sim, um elemento independente - o intermédio. Ou seja, isso explica a mobilidade dessa estrutura óssea homóloga durante a evolução dos dinossauros terópodes para as aves modernas. Aliás, também explica porque nas aves paleognatas o PTA é projetado mais perto do astrágalo e nas aves neognatas a projeção ocorre mais perto do calcâneo. Os pesquisadores também mostraram que durante o processo evolutivo, o PTA dos dinossauros adquiriu um desenvolvimento similar aos anfíbios (evolução reversa) nas aves modernas.

8. Em Dezembro de 2016, um estudo publicado no Current Biology (Ref.24) descreveu a descoberta de uma cauda de dinossauro - provavelmente do grupo Coelurosauria - preservada em âmbar, a qual possuía uma antiga plumagem! Quer prova mais sólida do que essa? Datado de um período em meados do Cretáceo, a estrutura é mais do que valiosa, porque mostra os padrões de penas em um real substrato ósseo, o qual também tem preservado outros tecidos, como o epitelial, e até vestígios sanguíneos (presença significativa do íon Fe2+ no interior da cauda). Antes, diversas descobertas de plumagens em terópodes não-aviários vinham confirmando várias características previstas pelo modelo da Evolução das Penas, como os dois espécimes descritos acima. Essa nova descoberta bate o martelo de aprovação no modelo.

         Aliás, só para finalizar, todas as aves, independentemente se voam ou não, possuem asas, mostrando uma clara relação de ancestralidade comum entre todas as espécies desse grupo.

  Leitura complementar:

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     DISTRIBUIÇÃO DAS ESPÉCIES

           Hoje já se tem documentado e descrito quase 1,5 milhão de espécies de plantas, fungos e animais. Enquanto muitas delas possuem amplos espaços de ocupação e nichos ecológicos pelo mundo, como o ser humano e os cães, outras são altamente especializadas e habitantes exclusivas de uma região, como uma espécie de fungo do gênero Laboulbeni que cresce exclusivamente na parte traseira da estrutura que cobre as asas de um besouro (Aphaenops cronei), este o qual é encontrado apenas em algumas cavernas do Sul da França. Mas apesar das grandes diferenças nos papéis ecológicos e estruturas corporais únicas, diversas espécies são bastante parecidas entre si. Ilhas são um excelente exemplo disso, onde muitos animais são parecidos com aqueles habitando porções de terra maiores e próximas (como a ilha Galápagos), mas são muito similares entre si. A Teoria da Evolução Biológica explica isso.

           Quando isolamentos geográficos separam e isolam regiões, criam-se ambientes novos para os espécimes separados ou que migram para essas áreas. Uma população original contendo uma única espécie pode ser dividida em duas áreas e os indivíduos tomarem um rumo evolucionário diferente um do outro por causa das novas condições que levarão a distintos mecanismos de seleção natural. Quando a América do Norte e a América do Sul eram separadas entre si, as espécies de mamíferos em cada uma das áreas evoluíram de forma completamente diferente, dando origem a diversas espécies únicas. Há cerca de algo entre 3 e 8 milhões de anos (1), os dois continentes foram unidos pelo istmos do Panamá (seta vermelha na imagem abaixo), e permitiu que diferentes espécies cruzassem os continentes, onde tatus, ouriços e opossuns (um tipo de marsupial) - todos os três de origem sul-americana - acabaram indo para o Norte, enquanto a onça-parda - e outras espécies de origem norte-americana - migrou para o Sul. Por isso hoje todos esses mamíferos são encontrados em toda a América, mas os registros fósseis são claros: antes essas espécies tão diferentes entre si só eram encontradas ou em um ou em outro continente.



           O Havaí é outro caso bem interessante. Cerca de um quarto de todas as quase 2000 espécies de moscas do gênero Drosophila vivem lá. Além disso, também habitam o Havaí mais de 1000 espécies de caracóis, e outros moluscos também são encontrados apenas lá. A explicação para tal diversidade de espécies tão próximo relacionadas entre si em uma única região é também explicada pela Teoria da Evolução. Como as ilhas do Havaí são muito afastadas de qualquer porção de terra continental, relativamente poucas espécies foram capazes de alcançá-la. Com isso, essas poucas dominaram todos os seus ambientes e nichos ecológicos, gerando suficiente espaço e baixa competição por recursos para várias populações de uma mesma espécie evoluírem de forma distinta à medida que colonizavam o arquipélago. Para se ter uma ideia, apenas uma espécie de mamífero - no caso, um morcego - foi encontrada lá pelos registros fósseis antes da chegada e estabelecimento do ser humano na América do Norte. Ou seja, um animal da porção continental capaz de migrar para lá, com a ajuda das asas.

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   SIMILARIDADES EMBRIONÁRIAS

          Diversas espécies de organismos que, aparentemente, não são nada parecidos entre si, acabam possuindo similaridades incríveis durante o estágio inicial de desenvolvimento, algo que pode ser encarado também englobado pela homologia. Uma vasta variedade de espécies, de moscas-da-fruta a vermes até homens a ratos, possuem sequências muito similares de genes que são ativados durante a fase embrionária. Esses genes influenciam a segmentação ou orientação em todos esses diversos grupos. A presença de tais similaridades na ação dos genes entre seres tão distintos entre si é perfeitamente explicada pelo fato deles tido um ancestral em comum.
         Podemos citar vários exemplos interessantes para ilustrar. Barnacles são crustáceos sedentários com muito pouca aparente similaridade com outros crustáceos como lagostas, siris ou copépodes. Porém, na fase larval de todos eles, existem várias similaridades, indicando um ancestral comum para todos e justificando serem englobados na clade dos crustáceos. Outros dois exemplos são os rudimentos pélvicos encontrados em cobras no seu estágio embrionário, assim como dentes em baleias-verdadeiras também no estágio inicial de desenvolvimento - ambas as estruturas não são encontradas nos adultos, mas, sim, em outras espécies dos grupos onde estão inseridas.

       
          No caso específico dos cetáceos, baleias da subordem Mysticeti (baleias-verdadeiras), como as baleias-azuis e as baleias-jubartes, possuem, no lugar de dentes, fileiras de cerdas bucais usadas para filtrar o alimento da água marinha. Porém, durante o desenvolvimento fetal dessas baleias, existe o desenvolvimento inicial e temporário de dentes não funcionais, que nem mesmo emergem das gengivas. Esses dentes germinativos são claramente remanescentes evolutivos - ativados durante a diferenciação embrionária dos tecidos - de reais dentes nos ancestrais terrestres das baleias, os quais eram similares a hipopótamos e vacas e que viveram há dezenas de milhões de anos. Nos fetos das jubartes, por exemplo, são 40 dentes germinativos em cada lado de cada mandíbula, com dimensões inferiores a 0,5 milímetro (Ref.129), e cuja transição para as cerdas ocorre na terceira parte final da gestação. Provavelmente, os genes que expressam proteínas para o desenvolvimento dos dentes foram conservados durante o percurso evolucionário porque também são necessários para o desenvolvimento das cerdas bucais, e, por isso, os proto-dentes são inicialmente gerados até que outros mecanismos regulatórios deem início ao desenvolvimento das cerdas.




          Outro exemplo notável está associado à estrutura óssea no ouvido dos mamíferos. Nos ossículos do ouvido médio, temos o estribo, o qual evolutivamente tem origem do osso hiomandibular nos peixes, o qual suporta as guelras. Primeiro, esse osso nos peixes migrou para o palato duro, o qual é englobado contra o crânio nos peixes com mandíbula e nos primeiros tetrápodes. Uma nova mudança evolutiva fez esse osso se tornar a columela no ouvido médio dos pássaros e o estribo no ouvido médio dos mamíferos. Ou seja, agora um auxiliar auditivo, o estribo antes era um auxiliar alimentar e ainda antes um auxiliar respiratório. Aqui chegamos no ponto mais do que interessante. Os gambás (ordem Didelphimorphia) - mamífero marsupial endêmico das Américas -, quando nascem imaturos e vão em direção à bolsa da mãe para terminar o desenvolvimento fetal, seus futuros ossículos do ouvido ainda estão articulando as mandíbulas; o estribo migra para o ouvido médio à medida que o embrião se desenvolve. Essa é uma evidência vestigial mais do que óbvia da transição evolutiva dessa estrutura óssea.

          E em um exemplo mais dramático de expressão da ancestralidade comum impregnada no desenvolvimento embrionário/larval com a descoberta de vários fósseis datados em 95 milhões de anos de idade pertencentes à mais estranha espécie de crustáceo já encontrada (no caso, um caranguejo). Representando também um fóssil de transição evolutiva e descrita em um estudo publicado na Science Advances (Ref.132), o Calichimaera perplexa não possui um plano corporal típico de um caranguejo caracterizado por uma carapaça encurtada, margens laterais bem definidas e um abdômen ventralmente escondido. Ao invés disso, essa espécie é uma mistura quimérica de vários grupos de crustáceos, incluindo caranguejos verdadeiros e falsos. Sua carapaça dorsal é similar àquelas de algumas lagostas e de membros da família Palaeocorystidae; seus grandes olhos compostos similares ao gênero Ekalakia e a vários homoloides; pediforme mxp3 carregando uma crista dentada similar a lagostas, a maioria dos anomuranos e a linhagens iniciais braquiuranas; dois pares de pernas achatadas na forma de remo, similares a membros da família Matutidae; dois pares de pernas anteriores reduzidas, como em caranguejos ermitas, braquiuranos podotreomos e linhagens iniciais eubraquiuranas; abdômen simétrico com ausência de anéis articulados e placas uropodais, como a maioria dos braquiuranos; entre outras características quiméricas.



          Essa singular composição anatômica observada no C. perplexa é similar àquela vista no estágio larval dos caranguejos, a qual espelha uma ancestralidade comum com vários táxons de crustáceos. Nesse sentido, essa espécie provavelmente evoluiu via desenvolvimento heterocrônico (pedomorfose) durante os estágios iniciais ontogenéticos, retendo características juvenis para a fase adulta.

          Por último, outro destaque mais do que válido de ser citado é um robusto e inédito estudo publicado no periódico Development, onde 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. Para mais detalhes, acesse: Cientistas revelaram vários vestígios evolucionários nos músculos de embriões humanos.

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Leituras complementares:

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     BIOLOGIA MOLECULAR

            Pouco tempo depois da elucidação do código genético da bactéria Escherichia coli, foi observado que um particular mapa de 64 códons feitos a partir de 20 aminoácidos e duas marcas de pontuação (sinais de início e fim) era compartilhado, com ínfimas modificações, por todas as formas de vida conhecidas na Terra. Diversas outras regularidades também foram observadas serem similares com o resto da vida no planeta, mesmo havendo mais de 1084 possibilidades alternativas do rearranjo dos códons a partir dos aminoácidos a disposição. Além disso, o próprio fato de existir apenas quatro nucleotídeos e 20 aminoácidos (com notável exceção da selenocisteína e pirrolisina) para, virtualmente, todas as formas de vida, sugerem uma forte existência de ancestralidade comum a todas elas, obedecendo, mais uma vez, à lógica da Evolução Biológica. Diversas estruturas proteicas e hormonais, como a hemoglobina e a mioglobina - transportadores proteicos de oxigênio no sangue - acabam, por consequência, sendo muito similares entre diferentes grupos de animais, por exemplo, de moluscos a mamíferos.

         
   
          Todos os seres vivos compartilham proteínas vitais, como o ribossomo, DNA polimerase e o RNA polimerase, desde primitivas bactérias até os complexos mamíferos. O RNA é universal.  Os organismos aeróbicos compartilham a proteína citocromo c, a mitose é um processo presente em todos os organismos celulares, a meiose é bastante similar em todos os organismos que se reproduzem sexuadamente, o ATP é usado por todos os organismos para a transferência de energia, quase todas as plantas usam a mesma molécula de clorofila para a fotossíntese, etc. E quanto mais próximo relacionados os organismos parecem ser, mais similares suas sequências genéticas são, mostrando, novamente, a ação esperada da Evolução Biológica. Por exemplo, humanos, bonobos e chimpanzés compartilham em torno de 95,8% das sequências de genes codificantes do DNA; já os humanos compartilham 1,6% das sequências genéticas com os gorilas, e 3,1% com os orangotangos (um primata superior Asiático); saindo dos primatas superiores, os humanos compartilham cerca de 7% das sequências genéticas com os macacos Rhesus. De fato, quanto mais distante o ancestral em comum do primata com a nossa espécie, menos similaridades genéticas são compartilhadas, como esperado do processo evolutivo.

          Nesse sentido, é mais do que válido mencionar dois estudos de alto impacto recentemente publicados (2), onde foi alcançada a feitura de organismos geneticamente modificados que possuíam nucleotídeos artificiais. No primeiro estudo, o editor genético CRISPR-Cas9 (1)  inseriu as letras X e Y em bactérias E.coli , as quais foram capazes de continuarem a se reproduzir normalmente. Em testes laboratoriais, após se dividirem mais de 60 vezes, as bactérias modificadas conseguiram manter os nucleotídeos "alienígenas" na seu material genético (DNA). Antes desse feito, apenas as clássicas quatro letras - adenina (A), guanina (G), citosina (C) e timina (A) - eram conhecidas de atuarem de forma eficiente nos seres vivos. Já no segundo estudo, mais recente, pesquisadores conseguiram criar quatro novas letras artificiais altamente estáveis (S, B, P e Z) capazes de manter sozinhas uma estrutura de dupla-hélice e ainda atenderem os requisitos teóricos para que processos evolutivos possam emergir. Além disso, as quatro letras artificiais foram capazes de codificar proteínas.


             Esse exemplo, somado à existência dos aminoácidos selenocisteína e pirrolisina em alguns poucos organismos, mostra que a vida como um todo poderia ter uma estrutura química bem diversificada, mas acabou ficando limitada a padrões e blocos moleculares muito parecidos. Os organismos compartilham vários genes entre si e inúmeros genes encontrados no DNA humano, por exemplo, podem também ser encontrados no DNA de outras criaturas, incluindo plantas e até bactérias. E temos os notáveis genes Homeobox - os quais atuam na determinação de planos corporais durante o desenvolvimento embrionário através da expressão de proteínas Hox - que são altamente conservados entre todos os animais (vertebrados e invertebrados) e inclusive estão posicionados na mesma ordem em seus respectivos cromossomos (Ref.122-123), algo que grita uma ancestralidade comum. São associados também a esse último caso os "genes fósseis", ou seja, genes desativados presentes em uma espécie e que estavam presentes ativos em outras espécies ancestrais. Em outras palavras, genes que perderam sua função original no processo evolucionário (como os citados dentes expressos em galinhas, por exemplo). Não faria sentido tê-los se os seres vivos fossem frutos de uma 'criação inteligente'. Somando-se a isso, processos de plasticidade fenotípica e epigenéticos podem expressar fenótipos mal-adaptativos ao ativarem esses genes 'dormentes'. A única lógica que explica isso é a evolução biológica.

             Isso sem contar que todos os seres vivos partilham de algo em comum: só utilizam os isômeros L (levógiros) de aminoácidos, mesmo com os isômeros D (destrógiro) possuindo as mesmas propriedades físico-químicas e serem formados em igual quantidade (mistura racêmica) em reações não biológicas. Tudo isso representa fortíssimas evidências de que a explicação mais provável e lógica é que todos tiveram origem de um ancestral comum para esse curioso fato ser explicado com mínima plausibilidade.

          Temos notavelmente também as ferredoxinas, uma diversa classe de pequenas proteínas ferro-sulfuradas - e dímero-simétricas - presente em vários grupos de seres vivos, de bactérias até animais e plantas, e um essencial componente das cadeias de transferência de elétrons nas células. É proposto que as ferredoxinas possuem uma origem simétrico, evoluindo e se diversificando via duplicações genéticas seguido por mutações. Em um estudo publicado na PNAS (Ref.153), pesquisadores realizaram engenharia reversa para produzir uma proteína mais simples e simétrica carregando características comuns entre as ferredoxinas bacterianas. Em seguida, eles deletaram o gene responsável pela expressão da ferredoxina na bactéria E. coli e inseriram um gene para expressão da nova proteína criada. As bactérias geneticamente modificadas sobreviveram e foram capazes de se replicarem, mesmo que de forma mais lenta.

          E falando em proteínas, mais de 40% delas não possuem uma estrutura definida nos organismos vivos devido a mecanismos de geração de microestruturas em regiões proteicas desordenadas, mesmo na ausência de mutações, reforçando que o processo que as produzem estão longe de perfeitos, e indicando um processo de refinamento natural através de pressões evolutivas diversas (Ref.154) e de potenciais oportunidades para a emergência de novas estruturas proteicas e locais de catálise a partir de uma proteína ancestral.

            Aliás, analisando a evolução a nível molecular, diversos padrões podem ser previstos, ajudando a paleontologia, por exemplo, a elucidar os caminhos evolucionários ao longo das eras, ou mesmo criar relógios evolucionários a partir das pequenas diferenciações moleculares entre os seres vivos. Exemplificando, assume-se factualmente há um bom tempo que as baleias descenderam de mamíferos terrestres que voltaram para as águas, nesse caso a partir de animais desse grupo com cascos (vacas, ovelhas, camelos, hipopótamos, etc.). Análises relativamente recentes de genes codificadores de proteínas do leite (beta-caseína e kappa-caseína) confirmaram essa relação evolucionária e reforçaram evidências genéticas anteriores de que os mamíferos modernos terrestres mais próximo relacionados com as baleias são os hipopótamos (família Hippopotamidae, a qual possui hoje apenas duas espécies vivas: hipopótamo-comum - Hippopotamus amphibius - e o hipopótamo-pigmeu - Choeropsis liberiensis)  . Aliás, estudos nos últimos anos usando embriões de golfinhos já mostraram que mutações em um gene responsável pela produção de uma proteína necessária para o desenvolvimento normal dos membros em tetrápodes resulta na perda dos membros traseiros, mutações essas presentes nos golfinhos e baleias atuais. E isso é só uma ponta do que os avanços na tecnologia genética estão fazendo para elucidar os detalhes dos processos envolvidos na Evolução.


          E além dos padrões comuns que observamos no genoma de todos os seres vivos, o material genético de organismos simples e complexos é encharcado de sequências genéticas adquiridas de outros organismos e de estruturas impossíveis de não estarem associadas a mutações e hibridizações. Os humanos, por exemplo, possuem várias sequências genéticas que foram transmitidas através de vírus. As células eucarióticas possuem mitocôndrias (2) e/ou cloroplastos (3) que claramente são organelas oriundas de bactérias englobadas por células procariontes ancestrais, por possuírem material genético diferentes daquele presente no núcleo e por se assemelharem muito com organismos bacterianos tanto morfologicamente quanto geneticamente. E não precisamos nem comentar a suruba de transferências laterais de genes entre os procariontes e o verdadeiro ecossistema de elementos transponíveis (jumping genes) moldando continuamente os genomas (3). Já em termos de mutações, diversos organismos, especialmente plantas, são marcadas por duplicações genômicas, as quais deixam um rastro de enorme 'sobra' genética (excesso de sequências repetidas) e gigantescos genomas totalmente inconsistentes com quaisquer ideias de um design inteligente.


Leituras recomendadas:
  1. (1) A mitocôndria não é um presente exclusivo da mãe 
  2. (2) Fotossíntese e a clorofila f
  3. (3) Como nova informação genética é gerada durante o processo evolutivo?

         Tudo isso mostra que o material genético nos seres vivos é fruto de uma enorme e tumultuada junção de eventos associados a mecanismos evolutivos diversos. Na verdade, apenas a existência dos  elementos transponíveis - como os transposons - e das duplicações genômicas são suficientes para consolidar a evolução biológica como um fato científico. De fato, nos últimos milênios, os humanos foram os responsáveis pela emergência de diferentes espécies de plantas via contínuas hibridizações de espécies selvagens e domesticadas, em eventos marcados por frequentes duplicações genômicas inteiras (3).


   FÓSSEIS DE TRANSIÇÃO

         Já tendo sido mencionados em detalhes os dinossauros, hoje possuímos diversos fósseis de transição, ou seja, fósseis mostrando transições evolucionárias de um táxon (espécie, gênero, Reino etc.) para outro, em direção a uma nova clade (grupo de organismos originados de um único ancestral comum exclusivo - esse ancestral comum pode ser um indivíduo, uma espécie ou até mesmo um Reino). Dos dinossauros terópodes em direção às aves temos tantos registros fósseis - somados com tantas estruturas comuns - que fica impossível questionar que as aves evoluíram dos dinossauros.

         O mais famoso modelo de transição foi do peixe Tikaalik, o qual foi encontrado em 2004 e representava claramente uma transição dos animais vertebrados (tetrápodes) da água para a terra, e o qual tinha sido previsto pela Teoria da Evolução. (Na seção 'Criacionistas X Evolução Biológica' a questão do Tikaalik será abordada com mais detalhes).

          Outro famoso exemplo foi a descoberta de um fóssil de 49 milhões de anos atrás de uma "baleia com patas". Desenterrado no Paquistão em 1992 pelo paleontólogo Hans Thewissen - com a ajuda do seu time de pesquisa -, esse é um dos mais perfeitos fósseis de transição, pertencente à espécie Ambulocetus natans e representando a transição de um tetrápode terrestre para um mamífero exclusivamente marinho (no caso, um ancestral das baleias). O animal fossilizado possuía orelhas e dentes típicos de baleias, entre outras características morfológicas semelhantes, mas trazia quatro membros e dedos nas patas.



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ATUALIZAÇÃO (06/04/19): Mais uma importante lacuna de transição evolutiva das baleias foi preenchida, com a descoberta e a descrição de uma espécie anfíbia e quadrúpede de cetáceo (uma baleia com quatro pernas) que viveu há cerca de 42,6 milhões de anos. O estudo sobre o achado foi publicado na Current Biology (2). Para saber mais, acesse: Descoberto fóssil de uma baleia com quatro pernas no Peru, em clara transição evolutiva



ATUALIZAÇÃO (12/12/19): Em um estudo publicado no periódico PLOS ONE, pesquisadores da Universidade de Michigan descreveram o fóssil de mais um novo gênero e espécie de baleia primitiva que representa um importante passo no percurso evolutivo das baleias modernas, e trazendo um corpo similar ao gênero Basilosaurus. Datada em cerca de 35 milhões de anos atrás, a nova espécie, Aegicetus gehennae, é o mais recente representante da família Protocetidae. Comparado com baleias mais primitivas, o A. gehennae possuía um corpo e uma cauda mais alongados, pernas traseiras mais curtas, e a falta de uma firme conexão entre as pernas traseiras e a coluna espinhal, indicando um animal mais próximo de ser totalmente adaptado ao meio aquático e dependente da cauda para o nado do que seus ancestrais (incluindo o P. pacificus). Para mais informações e detalhes do fóssil descritos, acesse: Outro fóssil de baleia de quatro pernas foi descrito, em crucial transição evolutiva
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         Fica aqui também a sugestão de leitura das matérias abaixo descrevendo fósseis de transição recentemente encontrados e descritos em estudos de grande impacto:

          Aliás, não é necessário nem recorrer exclusivamente aos fósseis para mostrar exemplos de transições evolucionárias. Na nossa fauna e flora temos notáveis modelos e representantes vivos de transição, onde podemos citar os famosos ornitorrincos, estes os quais são mamíferos monotremados que possuem diversas características morfológicas e genéticas em comum com os répteis -  incluindo também as aves -, sendo que botar ovos é a mais óbvia. Além disso, certas espécies de peixes, como aquelas da família Oxudercinae - e até mesmo a classe Dipnoi, a qual é composta por peixes ósseos que apresentam pulmões primitivos, conseguindo respirar fora da água - são também famosas por conseguirem se locomover fora da água, frequentemente com as nadadeiras dianteiras, representando possíveis passos para a saída dos vertebrados da água. Isso sem contar o recente achado científico de que o Raie-de-Verão (Leucoraja erinacea) possui um sistema de locomoção no solo oceânico idêntico ao dos tetrápodes terrestres, sugerindo um ancestral comum bem próximo entre essa espécie de peixe e os vertebrados terrestres (Para saber mais, acesse: Cientistas descobrem que um peixe marinho anda no solo oceânico exatamente como os vertebrados terrestres)
     



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     ESTRUTURAS VESTIGIAIS 

          Vestigialidade, em termos evolucionários, é a retenção de estruturas geneticamente determinadas ou atributos de acentrais que perderam alguma ou todas as funcionalidades em uma dada espécie. Esses vestígios são claramente previstos nos processos de seleção natural e deriva genética, já que estruturas que não trazem prejuízos mas que ao mesmo tempo não trazem vantagens podem ser mantidas por um longo período de tempo durante os processos evolucionários. Geralmente muitas delas ganham novas funções ou mantêm funções secundárias. Lembre-se: a evolução é um processo dinâmico, não possuindo um fim específico ou uma fase estática.

          E nesse quesito, temos inúmeros exemplos (Ref.69), sendo muitos deles óbvios demais para não serem atribuídos à evolução biológica. Aliás, só são explicados em termos evolucionários. Se levarmos em conta diferentes graus de vestígios, é provável que toda a fauna e a flora os possuem em alguma extensão. Vamos, então, fazer uma lista de alguns principais.

1. Os cetáceos (baleias e golfinhos) evoluíram de mamíferos terrestres há 54 milhões de anos. Apesar de terem perdido os membros anteriores, ficando com apenas dois visíveis na forma de nadadeiras, todas as 92 espécies hoje existentes (com exceção de duas) mantiveram vestígios muito reduzidos dos ossos da pelve e até muitas vezes dos membros traseiros (subcutâneo). Além disso, no desenvolvimento embrionário tanto de baleias dentadas (Odontocete) quanto em baleias de barbatana (Mysticete), protuberâncias dos membros anteriores estão presentes, regredindo completa ou parcialmente durante o desenvolvimento desses animais. No caso da pelve, esse vestígio parece ter evoluído e mantido para dar apoio ao pênis nos machos. As duas espécies na exceção, Kogia sima e K. breviceps, parecem ter substituído os ossos pélvicos com estruturas cartilaginosas funcionais (Ref.75). E, além das baleias, esses vestígios também estão presentes na ordem Sirenia (englobando os famosos peixe-bois).



(a) Dugong dugon (dugong) (b) Trichechus manatus (Peixe-boi indiano) (c) Physeter catodon (baleia cachalote) (d) Delphinapterus leucas (baleia beluga) (e) Eschrichtius robustus (baleia cinza) (f) Eubalaena glacialis (Baleia-do-Atlântico-Norte)

2. Pítons e boas (grupos de cobras) mantiveram prováveis vestígios de membros anteriores na forma de estruturas parecidas com esporões na região pélvica, como mostrado na foto abaixo, os quais não parecem trazer significativas vantagens e oferecem uma das várias evidências de que esses animais evoluíram de répteis com quatro membros. Esses animais também trazem estruturas vestigiais rudimentares de um fêmur. Aliás, já foram revelados fósseis de antigos ancestrais das cobras que não possuíam os membros dianteiros, apenas os traseiros (transição evolutiva).

Aqui, os prováveis vestígios de membros de uma Píton-Africana-Rochosa (Python sebae)

3. Certos peixes de caverna e salamandras possuem olhos não funcionais, os quais representam uma clara herança dos seus ancestrais. O mais estudado é o Tetra-Cego (Astyanax mexicanus), um peixe cego de caverna que evoluiu de peixes da superfície durante alguns poucos milhões de anos, ao ficarem isolados na escuridão de cavernas Mexicanas. Nesses ambientes de completa ausência de luz, existem populações com total perda do olho (mas presente durante o estágio larval) e outras populações que mantiveram o olho mas praticamente sem funcionalidade e sem utilidade. Essas observações só são explicadas por mecanismos evolutivos (regressão evolutiva).


         Basicamente, existem duas hipóteses evolucionárias, uma via genética e a outra via epigenética. Na via genética, mutações que levaram à perda de funcionalidade do olho nesses peixes foram acompanhadas de mudanças adaptativas - ou outras mutações benéficas - que compensaram a perda total ou parcial de visão, esta a qual, já não era mais necessária nas cavernas. Porém, nenhum gene diretamente ligado a esse processo foi ainda encontrado. A segunda e mais aceita explicação é que mecanismos epigenéticos herdados, ligados à hipermetilação do DNA, geram efeitos não só de desativação dos genes responsáveis pelo desenvolvimento ocular normal, mas também efeitos adaptativos compensatórios - nesse caso para explicar as populações de A. mexicanus com total perda do olho durante a fase adulta, como aqueles encontrados na caverna Pachón (Ref.112). Aliás, um estudo publicado recentemente na  Nature Ecology & Evolution (Ref.115) trouxe provas definitivas de que a perda de tecido ocular no A. mexicanus ocorre em grande parte através do silenciamento epigenético - via hipermetilação - de vários genes ligados ao desenvolvimento dos olhos.

4. O segundo e quarto metacarpos dos cavalos não mais funcionam como suporte entre o dedo e o carpo ou tarso, sendo vestígios do segundo e quarto dedos dos seus ancestrais (sentido de evolução: a -> e). Apesar disso, essas estruturas ósseas reduzidas passaram a funcionar como guias para ligamentos suspensórios e como locais de anexação muscular, além de suporte para os ossos carpais. Somando-se a isso, o estabelecimento de um único dedo facilita a locomoção do cavalo no seu ambiente - geralmente planícies -, prevenindo supinação e pronação, e gerando uma maior estabilização ao reduzir o número total de articulações.

ATUALIZAÇÃO (25/01/18): Segundo novas evidências científicas, os cavalos podem ainda estar retendo os quatro vestígios dos dedos dos seus ancestrais tetrápodes pentadáctilos, não apenas os dedos II e IV. Para saber mais sobre o assunto, acesse: Os cavalos podem ter 5 dedos, não apenas 1

5. O cóccix de primatas superiores (incluindo nossa espécie) - uma série fundida de três a seis vértebras - é um claro vestígio de caudas presentes em outros primatas e mamíferos ancestrais. Essa extensão de vértebras não fica visível fora do corpo e, portanto, não possui mais função de sinalização, balanço, etc. De qualquer forma, tal estrutura desenvolveu outras funções de suporte e absorção de impacto. Aliás, durante o desenvolvimento embrionário humano e dos outros primatas superiores, os fetos apresentam uma real cauda - constituída de tecido conectivo, pele, músculos, vasos, nervos e 10-12 vértebras - que regride progressivamente até desaparecer, deixando o cóccix como vestígio. Porém, em alguns raros casos a cauda persiste mesmo após o nascimento, e acaba precisando ser retirada por via cirúrgica (por questões estéticas). Em outras palavras, uma herança do desenvolvimento embrionário de ancestrais com caudas.

(a) Pan troglodytes (chimpanzé), visão ventral (b) Homo sapiens (humano), visão dorsal

6. Nossos dentes do siso, os quais surgem entre 17 e 25 anos de idade - podendo compreender entre 0 e 4 deles (mas com a maioria possuindo 4) - muitas vezes geram impactos negativos na estrutura dentária e possuem limitada ou nenhuma utilidade. A hipótese mais aceita é que nossa subespécie (Homo sapiens sapiens) evoluiu uma menor mandíbula por causa da dieta mais refinada (com a descoberta do fogo e agricultura), fazendo esse dente desnecessário e difícil de se encaixar;

7. Nós, humanos, temos músculos na parte externa do ouvido, os quais geralmente são muito pouco desenvolvidos (imagem ao lado). A maior parte das pessoas não conseguem controlar esses músculos, tornando-os inúteis. Porém, algumas pessoas ainda conseguem acioná-los para mexer a orelha, mesmo assim sem utilidade. Isso é uma óbvia herança de ancestrais primatas - e outros mamíferos - que usam a ampla movimentação da orelha para orientá-la na direção de um som e melhorar a audição.

8. O Panda-Gigante (Ailuropoda melanoleuca), ou Panda, está inserido na ordem Carnivora, e descende de ancestrais ursos carnívoros. Porém, essa espécie evoluiu para uma dieta quase exclusivamente (99%) vegetariana, no caso, alimentando-se avidamente de bambu. E nesse quesito, seu intestino ainda possui muitas adaptações para um dieta carnívora, algo que notavelmente diminui a eficiência digestiva de bambu, sendo um dos fatores que justificam a enorme quantidade desse vegetal ingerida pelos indivíduos adultos diariamente (acima de 12 kg). No entanto, isso é enormemente compensado pelo fato de que o seu habitat original possui uma massiva quantidade de bambu e pouquíssima competição.



9. Apesar dos músculos relacionados ao arrepio dos pelos em humanos parecerem ter importantes funções na região epitelial (Ref.72), o reflexo de arrepiar os pelos de forma emocional ou na presença de frio não possui utilidade para nós, apenas nos nossos ancestrais e outros mamíferos com uma maior cobertura de pelos: no frio, os pelos eriçados reduzem a perda de calor ao aumentar verticalmente as camadas de pelo, e, em situações de estresse - especialmente frente a um predador - os pelos eriçados deixam o animal com um aspecto maior e mais imponente, impondo uma maior medo no atacante. Como nossa pelagem corporal é muito rala, não faz sentido esse reflexo (nesse caso, um vestígio comportamental). Aliás, a própria presença de pelos em grande parte do nosso corpo é praticamente inútil e acaba sendo outro vestígio dos nossos ancestrais peludos.



10. Os tamanduás (Vermilingua) são animais pertencentes a uma subordem de mamíferos placentários da ordem dos pilosos e endêmicos das Américas. Esses mamíferos não possuem dentes, porém, durante a fase de gestação, os fetos expressam dentes primários que mais tarde são perdidos na mandíbula. Esses dentes não possuem, obviamente, nenhuma função para o feto, sendo apenas vestígios de ancestrais com dentes.

11. Em um último exemplo, temos o mais amplamente citado, o qual não é um real 'vestígio' mas uma adaptação provavelmente gerada pelo processo evolucionário: o nervo laríngeo recorrente. Esse nervo é uma ramificação do nervo vago que supre funções motoras e sensitivas para a laringe (caixa vocal). O mais interessante desse nervo é a sua natureza 'recorrente', onde ele dá uma volta desnecessária em torno da artéria subclávia direita ligada ao músculo cardíaco. Considerando a localização do coração no ancestral 'peixe' dos modernos tetrápodes, e a extrema volta que esse nervo dá nas girafas (acima de 4,5 metros!), o famoso evolucionista Richard Dawkins sugeriu que, ao longo do processo evolucionário, à medida que o pescoço começou a se estender e o coração ficou cada vez mais na parte inferior, o nervo laríngeo foi pego no lado errado do coração.



            A partir da seleção natural, o nervo foi sofrendo incremento graduais em sua extensão para se acomodar ao alongamento do pescoço, resultando na longa volta observada hoje. Mais interessante ainda é que uma rara anomalia entre os humanos resulta em um nervo não-recorrente, sem prejuízos para o indivíduo (Ref.73-74)! Essa anomalia, gerada por causa de erros no desenvolvimento embrionário, faz exatamente o que a lógica demanda: um caminho reto entre o nervo vago e a laringe, como mostrado na figura abaixo (em A, um nervo laríngeo não-recorrente, e, em B, o nervo normal, recorrente), fornecendo também provas de que o nervo não precisava ser recorrente.

Essa anomalia afeta entre 0,3% e 0,8% da população no lado direito e em torno de 0,004% no lado esquerdo. Estudos científicos sempre alertam os cirurgiões sobre essa anomalia anatômica, para evitar erros cirúrgicos. 

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  FALHAS DECORRENTES DO PROCESSO EVOLUCIONÁRIO

           Complementando a questão dos órgãos vestigiais, podemos citar diversas imperfeições ligadas ao processo evolucionário, ou seja, onde prejuízos tragos por mudanças evolutivas em uma parte do corpo trazem, para compensar, um maior benefício em outra parte. Entraria também aqui partes corporais não muito bem adaptadas ao ambiente por "falta de tempo evolutivo". Como o processo evolucionário possui uma base aleatória e direcionada principalmente pela seleção natural ou sexual, as maiores vantagens sempre prevalecem, independentemente se trazem danos associados, já que nada aqui é planejado ou arquitetado. Na natureza existem inúmeros exemplos que podem ser citados para ilustrar isso, mas para deixar mais palpável, listaremos evidências explícitas no corpo humano.


1. Em associação com a emergência da linguagem falada entre os humanos, uma reduzida face prognática e a relativa reduzida cavidade oral foram acompanhadas por uma reorganização da garganta com uma faringe elongada e uma faringe mais baixa. Isso cria uma câmara ressonante na qual a língua pode se mover e articular sons. A baixa posição da laringe, no entanto, não permite que a epiglote se feche atrás do palato mole, algo que faz possível engasgar enquanto comendo ou bebendo. Essa adaptação da garganta humana para a fala é, portanto, uma falha, resultando de uma troca entre a vantagem seletiva de uma complexa linguagem para a comunicação social e a necessidade de engolir. De um ponto de vista evolucionário, a vantagem de uma fala sofisticada supera os riscos de engasgo.

2. O bipedalismo foi a adaptação inicial entre os primatas que pavimentou o nosso longo caminho evolucionário. Essa mudança veio, no mínimo, há 4 milhões de anos, transformando-nos nos únicos mamíferos bípedes hoje existentes. Muitas hipóteses existem para explicar o porquê da evolução do bipedalismo nos hominídeos, indo de adaptação a um ambiente desnivelado até as vantagens energética das corridas. De qualquer forma, muitos dos problemas de saúde que enfrentamos hoje são decorrentes desse resultado evolucionário. Devido ao fato de ficarmos de pé, o peso da cabeça e da parte superior do corpo gera uma grande compressão nas vértebras do pescoço e na coluna espinhal inferior, o que faz requerer mais esforço muscular para manter uma postura bipedal do que quadrupedal. Dor no pescoço e nas costas são problemas médicos altamente comuns entre a nossa espécie, resultando desde um desconforto até uma séria debilidade física. Joelhos, tornozelo e pés são frágeis e experimentam danos com facilidade, já que sustentam todo o peso do corpo, este o qual, em termos de ancestrais vertebrados, era sustentado por quatro membros. Problemas digestivos, hemorroidas, aderências viscerais e hérnia inguinal também ocorrem devido à compressão vertical das vísceras da cavidade abdominal. Prejuízos também se estendem para o sistema circulatório, onde a posição vertical aumenta a pressão hidrostática nos membros inferiores, podendo causar varizes e pés/tornozelos inchados. Já no polo oposto, a região cerebral recebe uma menor pressão sanguínea, o que pode resultar em tontura e desmaio, por exemplo, quando a pessoa se levanta de forma repentina. Nenhum desses problemas existe em outros primatas ou espécies de mamíferos, as quais são quadrúpedes.

3. Com o volume cerebral cada vez crescente, aumentou bastante a necessidade de energia para mantê-lo funcionando bem. O cérebro humano consome 25% da nossa energia em repouso e, portanto, a busca por alimentos altamente energéticos também aumentou bastante durante nosso processo evolucionário. De fato, o Homo sapiens desenvolveu um apetite enorme por alimentos doces e gordurosos, facilitando a satisfação da demanda energética e a manutenção de estoques energéticos para momentos de fome. Porém, essa adaptação evolucionária surgiu em ambiente selvagem, e à medida que a nossa civilização avançou socialmente e estruturalmente em um período de tempo muito curto (impedindo significativos processos evolucionários de ocorrerem para permitir uma nova adaptação), passamos a ficar mais sedentários e a ter acesso abundante à qualquer tipo de comida, incluindo gorduras e doces. Isso levou à nossa atual crise de obesidade mundial e de diabetes, além do aumento de problemas cardíacos e outros problemas decorrentes da obesidade e inadequada alimentação.

4. O processo evolucionário não se preocupa em aumentar a longevidade de uma espécie e, sim, em aumentar sua taxa de reprodução. Como hoje somos auxiliados enormemente pela medicina e tecnologia moderna, nossa expectativa de vida aumentou bastante e, com o avanço da idade, diversas doenças se tornam extremamente comuns, já que nosso corpo não foi selecionado durante a evolução para ficar vivo por 50, 60 ou mais anos.

5. Como a evolução do bipedalismo da nossa espécie evoluiu bem antes - há cerca de 4 milhões de anos - do que o significativo e rápido aumento do volume cerebral - há cerca de 2,5 milhões de anos -, os partos se tornaram de relativo alto risco para a fêmea humana. Com o bipedalismo, nossa pélvis diminuiu, e como o cérebro do Homo sapiens triplicou de tamanho em relação aos nossos ancestrais hominídeos primordiais, a passagem do bebê pelo canal vaginal se tornou problemática. Isso levou também a outro prejuízo: os bebês humanos passaram a nascer muito pouco desenvolvidos, sendo que o tamanho cerebral dos mesmos é 25% menor do que o adulto, e onde nos bebês de outros primatas a porcentagem é bem maior (em torno de 45% nos chimpanzés, um dos nossos parentes mais próximos), para permitir uma passagem mais fácil pela vagina. Para compensar ainda mais os riscos associados ao parto, nossa espécie desenvolveu um sistema de assistência social durante o ato, onde outros indivíduos ajudam a mulher na hora de dar a luz. Além disso, como o bebê nasce extremamente dependente e demora para ter o seu desenvolvimento mínimo completado, existe outro prejuízo: maior custo para os pais, onde investe-se muito nos cuidados para a cria. Isso também provavelmente direcionou a formação de casais mais duradouros em detrimento da poligamia, para aumentar o investimento parental. No final, temos um amplo balanço de riscos e benefícios apenas explicado pelo processo evolucionário.

6. Com um maior cérebro - muito ativo e com grande demanda metabólica - e alta taxa de plasticidade e complexidade provavelmente derivada, em parte, da alta porcentagem de desenvolvimento cerebral pós-parto (75%), ganhamos inúmeras vantagens, desde na linguagem e aprendizado até no uso de ferramentas, mas também ganhamos uma alta susceptibilidade a desenvolver doenças neurodegenerativas, como o Alzheimer, e doenças neuropsiquiátricas, como autismo e esquizofrenia.

7.  Todos os vertebrados precisam de grandes quantidades diárias de Vitamina C, especialmente nós, humanos (média de 60 mg/dia). Essa importante vitamina é necessária para a síntese de colágeno, é um potente antioxidante, participa do catabolismo da tirosina, entre várias outras funções. Por causa disso, a grande maioria dos vertebrados são capazes de produzi-la através principalmente do fígado e/ou rins, sem a necessidade de consumi-la exclusivamente da alimentação. Porém, muitas espécies, como aquelas pertencentes aos peixes teleósteos, primatas antropoides (humanos incluídos), porcos da guineia, assim como alguns morcegos e pássaros Passeriformes, perderam a capacidade de sintetizar tal vitamina. E isso encaixa-se perfeitamente com o processo de Evolução Biológica. Todas as espécies conhecidas que perderam essa capacidade de síntese são resultado de mutações no gene L-gulono-γ-lactona-oxidase (GLO), o qual codifica a enzima que cataliza o passo final da biossíntese da vitamina C. Ou seja, mutações aleatórias no material genético dessas espécies garantiram várias vantagens adaptativas, mas vieram junto com mutações no GLO. Porém, como essa parte do DNA só é importante para a síntese de uma única vitamina - a C -, se as outras mutações trouxerem vantagens que compensem essa perda, o novo conjunto de mutações será selecionado pelo ambiente. E estudando a filogenia relacionada com as perdas de síntese de vitamina C, os cientistas já mostraram que elas ocorreram em várias partes do curso evolucionário dos vertebrados, sendo inclusive ganhas novamente por algumas espécies de morcego devido a novas mutações que as reativaram o GLO! Aliás, nós humanos, e outros primatas antropoides, possuímos ainda o GLO, mas com perdas de 7 a 12 exons na sua sequência genética que o tornaram inativo, ou seja, um óbvio vestígio evolucionário. Já outras mutações em genes que fazem parte do caminho sintético do qual participa o GLO trariam perdas na síntese de outras moléculas vitais, não apenas a vitamina C, e, por isso, não são selecionadas e vistas nos vertebrados. O GLO pode ser perdido na linha evolucionária, já que isso traz prejuízos que podem ser compensados - especialmente considerando que a vitamina C encontra-se em abundância em vários alimentos. De fato, todas as espécies que perderam a funcionalidade do GLO possuem dietas ricas em vitamina C.

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Referências Científicas: Para consultar as referências científicas indicadas ao longo do texto, acesse o artigo completo: Evolução Biológica é um FATO CIENTÍFICO