CABELOS, PENAS E ESCAMAS TÊM MUITO EM COMUM.

O elo evolucionário potencial entre os cabelos em mamíferos, penas de aves e escamas em répteis tem sido debatido há décadas. Hoje, os pesquisadores da Universidade de Genebra (UNIGE) e do Instituto Suíço SIB de Bioinformática, Suíça, demonstraram que todos esses anexos da pele são homólogos: eles compartilham um ancestral comum. Com base nas novas análises do desenvolvimento embrionário, os biólogos suíços evidenciaram assinaturas moleculares e micro-anatômicas que são idênticas entre pêlos, penas e escamas em seus primeiros estágios de desenvolvimento. Estas novas observações, publicadas na Science Advances, indicam que as três estruturas evoluíram a partir de seu antepassado reptiliano comum.

Placodes (manchas coradas em azul escuro pela expressão de um gene inicial de desenvolvimento) são visíveis antes do desenvolvimento de cabelo, escamas e penas na (da esquerda para a direita), o rato, a serpente, o frango eo crocodilo. Crédito: copyright UNIGE 2016 (Tzika, Di-POI, Milinkovitch)

Placódios (manchas coradas em azul escuro pela expressão de um gene inicial de desenvolvimento) são visíveis antes do desenvolvimento de cabelo, escamas e penas (da esquerda para a direita) em rato, serpente, ave e crocodilo.
Crédito: copyright UNIGE 2016 (Tzika, Di-POI, Milinkovitch)

Pêlos de mamíferos e de penas de aves desenvolvem a partir de uma estrutura semelhante primordial chamado um “placódio”: um espessamento local dos epiderme com células colunares que reduzem a sua taxa de proliferação e expressam genes muito específicos. Esta observação tem intrigado os biólogos evolutivos e biólogos do desenvolvimento por muitos anos porque as aves e os mamíferos não são grupos irmãos: eles evoluíram a partir de diferentes linhagens reptilianas. De acordo com estudos anteriores, escamas de répteis no entanto não se desenvolvem a partir de uma placódio anatômico. Isto implicaria que as aves e os mamíferos de forma independente ‘inventaram’ placódios durante a sua evolução.

Revelada a origem evolutiva única de placódios

Em 2015, uma equipe da Universidade de Yale (EUA) publicou um artigo que mostra escamas, pêlos e penas compartilhando assinaturas moleculares durante o seu desenvolvimento. Estes resultados alimentaram um velho debate entre duas escolas. Defende-se que estas assinaturas moleculares sugerem uma origem evolutiva comum dos anexos da pele, enquanto que o outro propõe que os mesmos genes são re-utilizados para o desenvolvimento de diferentes apêndices da pele.

Hoje, Nicolas Di-POI e Michel C. Milinkovitch no Departamento de Genética e Evolução da UNIGE Faculdade de Ciências e no SIB colocam essa longa controvérsia para descansar, demonstrando que as escamas em répteis desenvolvem a partir de um placódio com toda a assinatura anatômica e molecular de placódio de aves e mamíferos. Os dois cientistas finamente observaram e analisaram a morfologia da pele e características moleculares durante o desenvolvimento embrionário em crocodilos, cobras e lagartos. “Nosso estudo não só fornece novos dados moleculares que complementam o trabalho da equipe americana, mas também revela fatos microanatômico-chave, explica Michel Milinkovitch. De fato, foram identificados nos répteis novas assinaturas moleculares que são idênticas as observadas durante o desenvolvimento de cabelos e penas, bem como a presença do mesmo placódio anatômico como em mamíferos e aves. Isso indica que os três tipos de anexos cutâneos são homólogos: as escamas dos répteis, as penas de aves e de pêlos de mamíferos, apesar de suas formas muito diferentes finais, evoluíram a partir das escamas de seu ancestral comum dos répteis.

Um gene chave para o desenvolvimento apêndice da pele.

Durante seu novo estudo, os pesquisadores da UNIGE e SIB também investigaram o dragão barbudo, uma espécie de lagarto que têm três variantes. A primeira é a forma selvagem e normal. O segundo tem escamas de tamanho reduzido, porque carrega uma cópia natural de uma mutação genética. O terceiro tem duas cópias da mutação … e carece de todas as escamas. Ao comparar o genoma dessas três variantes, Di-POI e Milinkovitch descobriram o gene afetado por esta mutação. “Identificou-se que o aspecto particular de estes lagartos nus é devido ao rompimento do ectodisplasina-A (EDA), um gene cuja mutações em seres humanos e em ratos são conhecidos por gerar alterações substanciais no desenvolvimento dos dentes, glândulas, unhas e cabelos”, diz Michel Milinkovitch. Os pesquisadores suíços demonstraram que, quando EDA está a funcionar mal em lagartos, eles não conseguem desenvolver um placódio e a escama adequada, exatamente como mamíferos ou aves afetados com mutações semelhantes no mesmo gene e não pode desenvolver pêlos adequados ou penas placódias. Todos estes dados indicam coerentemente a ancestralidade comum entre escamas, penas e pêlos.

O próximo desafio para a equipe suíça, e muitos outros pesquisadores ao redor do mundo, é decifrar os mecanismos finos que explicam a diversidade de formas de anexos cutâneos. Como a pele escamosa ancestral deu origem às diferentes morfologias de escamas, penas e pêlos, bem como a variedade surpreendente de formas que estes apêndices pode tomar? Estes estudos futuros, esperamos afinar a nossa compreensão dos mecanismos físicos e moleculares que geram a complexidade e a diversidade da vida durante a evolução.

Fonte: Science Daily

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