O EXPERIMENTO SELVAGEM QUE MOSTROU A EVOLUÇÃO EM TEMPO REAL. (Comentado)

Ao colocar camundongos selvagens em grandes recintos ao ar livre, uma equipe ambiciosa de cientistas ilustrou o processo completo de seleção natural em um único estudo. 

A experiência de Sand Hills (Rowan Barrett).

No outono de 2010, Rowan Barrett estava preso. Ele precisava de um pedaço de terra, um com muitos camundongos e, depois de dias de buscas fúteis, se viu em um bar de motel em Valentine, Nebraska, fazendo o que as pessoas fazem nos bares: contando a um estranho sobre seus problemas.

Um jovem biólogo evolucionista, Barrett chegara às Colinas de Areia de Nebraska com um grande plano. Ele construiria grandes recintos ao ar livre em áreas com solo claro ou escuro e os encheria de ratos capturados. Com o tempo, ele veria como esses roedores se adaptavam às diferentes paisagens – um teste deliberado e real da seleção natural, em uma escala que os biólogos raramente tentam.

Mas primeiro, ele tinha que encontrar os pontos certos: terreno plano com a cor certa do solo, uma abundância de ratos e um proprietário disposto. O último deles estava se mostrando especialmente elusivo, Barrett lamentou. Os agricultores locais não estavam dispostos a desistir de terrenos agrícolas valiosos para alguns moradores de fora-da-cidade. Depois de bater de porta em porta, ele apareceu sem nada. Por isso: o bar.

O companheiro de bebida de Barrett – Bill Ward ou Wild Bill para seus amigos – achou que a idéia era bizarra, mas também divertida. “Ele me disse: ‘Eu tenho esse campo de alfafa. Você é bem vindo para vir amanhã. Estou bem com você fazendo essa coisa”, disse Barrett para mim. “Eu quase caí da minha cadeira”.

Quando os pesquisadores estudam a evolução através da seleção natural, eles geralmente se concentram em apenas uma parte dela. A essência do processo é a seguinte: alguns genes conferem características benéficas. Essas características tornam seus proprietários mais propensos a sobreviver e se reproduzir em um determinado ambiente. Com o tempo, esses genes e características tornam-se mais comuns. Assim, os pesquisadores podem, por exemplo, encontrar genes por trás de certos traços (como pelagens listradas). Ou podem ligar certas características ao sucesso em um dado ambiente (como lagartos de pernas longas em ilhas atingidas por furacões). Além de alguns experimentos com microrganismos cultivados em laboratório, eles raramente conectaram todos os pontos juntos.

Isso é o que Barrett realizou. Com centenas de ratos e anos de pesquisa, ele e seus colegas foram capazes de mostrar e medir, no mundo real, “o processo completo de evolução pela seleção natural”, diz Hopi Hoekstra, da Universidade de Harvard, que liderou o estudo. “É tudo único”.

“A ignorância absoluta era uma coisa boa”, disse Barrett, que até então só trabalhava com peixes pequenos. “Qualquer um que tenha trabalhado com ratos nunca teria tentado isso”.

Créditos: Rowan Barrett

Uma vez que a equipe tinha Bill Ward a bordo, eles acabaram comprando 30.000 libras de chapas de aço inoxidável de uma loja de ferragens local, e levando-os para a fazenda usando flatbeds e empilhadeiras. Lá, eles ergueram as placas em trincheiras de dois pés de profundidade, criando caixas quadradas com mais de 50 metros de largura de cada lado. Eles construíram três dessas baias em areia clara e três em solo escuro.

No início, as baias de aço pareciam funcionar. Os ratos não conseguiam cavar por baixo das placas nem subir por cima delas. Eles eram, no entanto, excepcionalmente bons em se esgueirar através de lacunas onde placas adjacentes não se encontravam, então a equipe teve que cavar tudo de volta e despejar concreto ao redor das juntas.

A própria natureza parecia ansiosa para anda contra o time. Em uma viagem, ventos fortes quase sacudiram o caminhão que transportava as chapas de aço. Uma vez, um membro da equipe desmaiou e se cortou em um pedaço de aço. Durante o inverno, rampas de neve se acumulavam ao longo das paredes, então a equipe teve que adicionar uma camada extra de malha ao longo das placas. Eles também tinham que pegar todas as cascavéis nos cercados e jogá-las sobre as paredes; Bill ajudou. “Tudo dá errado no campo”, diz Hoekstra. “E estamos acostumados a lidar com pipetas, não com retroescavadeiras”.

Quando tudo foi finalmente definido, a equipe despejou todos os ratos já dentro dos recintos, e pegou mais de 500 das colinas ao redor. Eles fotografaram cada roedor, pegaram uma amostra de DNA, implantaram um pequeno chip de rádio entre os ombros e o soltaram em um dos compartimentos.

Com o passar do tempo, muitos dos ratos foram vítimas de corujas, mas depois de três meses, a equipe retornou e recapturou os que restaram. Com certeza, eles descobriram que, em comparação com os roedores fundadores médios, os sobreviventes médios eram visivelmente mais claros nos cercados de areia clara e mais escuros nos de terra escura. Através das mortes dos indivíduos mais conspícuos, os sobreviventes de duas populações inicialmente idênticas mudaram em diferentes direções graças a seus diferentes ambientes. “É intuitivo que, se você corresponder ao seu histórico, terá mais chances de sobreviver”, diz Hoekstra. “Mas essa tem sido uma história justa por anos.” Essa experiência mostrou que é importante – muito.

Um estudo mais simples poderia ter parado aqui, mas a equipe foi mais fundo. O membro da equipe Stefan Laurent sequenciou um gene chamado Agouti, que tem sido ligado à cor da pele, em todos os 481 dos ratos. Ele encontrou sete mutações que se tornaram mais comuns nos compartimentos de luz e mais raras nas escuras.

Um deles, conhecido como delta-Ser, parecia ter um efeito especialmente forte. E quando outro membro da equipe, Ricardo Mallarino, projetou essa mutação nos genes Agouti de ratos de laboratório normais, os roedores cresceram com pelagens notavelmente mais claras. O que tinha acontecido?

O gene Agouti é conhecido por afetar a cor da pele através da produção de um pigmento amarelo-marrom. Mas, para isso, precisa se associar a outros genes. Mallarino descobriu que a mutação delta-Ser perturba a parte do gene que facilita essas parcerias. Isso força a Agouti a trabalhar sozinho, o que significa que ela produz muito menos pigmento. Essa mutação iluminou o pêlo dos ratos o suficiente para que um olho humano pudesse ver a diferença. “E agora sabemos porque”, diz Hoekstra.

Créditos: Rowan Barrett

No laboratório, os cientistas podem cutucar o Agouti e mostrar que ele controla a cor da pele, observa Luisa Pallares, da Universidade de Princeton, que também estuda a evolução. Mas isso significa que as variações no gene estão realmente causando diferenças de cor na natureza? Essa pergunta seria muito difícil de abordar por meio de experimentos mais fragmentados. Mas graças ao estudo de Hoekstra, a resposta é um inequívoco sim. No início do experimento, a mutação no delta-Ser foi igualmente comum em todos os seis recintos. Depois de três meses, tornou-se mais comum em dois dos mais claros e mais raros em todos os escuros – e o pelo dos roedores mudara de acordo. Ele fornece claramente a variação que a seleção natural esculpe. “O estudo é muito ambicioso e os resultados foram totalmente recompensados”, acrescenta Pallares.

Mostrar que os camundongos com correspondência de cores tinham maior probabilidade de sobreviver e encontrar mutações associadas a esse padrão “teria sido excelente e, na verdade, muito raro na literatura”, diz Martha Muñoz, bióloga evolucionária da Virginia Tech. “Mas eles cavaram ainda mais fundo. Eles pegaram um padrão de evolução muito claro e o quebraram em várias camadas diferentes. Isso é sem precedentes.

Depois de quase uma década, Barrett, Hoekstra e seus colegas mostraram que os ratos de pele mais escura tinham maior probabilidade de sobreviver nos solos da fazenda de alfafa de Wild Bill, enquanto indivíduos de pele mais clara prosperavam contra as areias mais brancas de um parque próximo. Eles descobriram que essas variações na cor da pele dependem fortemente de mutações em um gene em particular. Eles descobriram exatamente como uma dessas mutações muda a cor do pêlo de um rato.

Em outras palavras, eles mostraram que uma mutação se tornou mais comum ao longo do tempo porque cria um traço físico que torna seus proprietários mais adequados ao seu ambiente. É a essência da evolução, medida de forma abrangente.

“Isso demonstra a rapidez com que a seleção natural pode ocorrer quando há variação presente em uma população e como as alterações genéticas podem ser rastreadas em tempo real nos sistemas naturais”, diz Erica Bree Rosenblum, da Universidade da Califórnia, em Berkeley.

O experimento ainda está em andamento. Todos os ratos originais morreram, mas não antes de dar origem a novas gerações que agora estão correndo sobre suas baias com paredes de aço. A equipe quer ver como essas progênies diferem de seus pais e olhar além do gene Agouti para analisar todo o seu genoma.

Isso ajuda, disse Barrett, que as pessoas de Valentine se tornaram tão envolvidas no estudo. “Eles achavam que estávamos um pouco loucos no começo”, ele me disse, “mas fizemos muitos bons amigos. Todos na cidade sabiam do experimento. As pessoas saíam entre as nossas viagens para verificar os nossos recintos. Eles nos chamam de Raticeiros.

Aproximadamente um terço dos nebraskanos acredita que os seres vivos foram criados como são agora. Outro terço acha que a evolução ocorre, mas através do desígnio de Deus. Dadas essas crenças, perguntei a Barrett se ele já havia encontrado resistência ao conversar com seus novos amigos sobre seu trabalho. “Nas primeiras viagens, quando conhecia as pessoas, eu geralmente falava sobre genética e seleção natural. Eu não usaria a palavra “e””, disse ele. “É uma daquelas palavras-chave em que, em certas partes dos EUA, as pessoas simplesmente param de ouvir você”.

Mas ele acrescentou que todos eles compreendiam a essência da evolução, mesmo que explicitamente a rejeitassem. “Muitos deles são agricultores, que têm uma compreensão muito boa de herança e genética”, disse ele. “Muitos deles caçam, então eles têm a coisa mais importante do que a sobrevivência. Eles entendem a variação e sabem que um veado lento é mais fácil de atirar do que um veado rápido. Herança, variação, aptidão… todas as peças estão lá.

“Eu nunca iria me esforçar muito. Eu nunca disse explicitamente: ‘Você acredita nisso ou não? Eu já te convenci?” Ele me disse. “Acabei de ter longas conversas sobre cervejas em churrascos e jogos de futebol de colégio. E descobri que, em viagens subsequentes, eu poderia usar a palavra “e” e não conseguir o recuo”.

Fonte: The Atlantic

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Comentários internos

Na região do Pinacate – sudoeste do Arizona – existem ambientes rochosos escuros criados pelo fluxo de lava a menos de 1 milhão de anos.  O rato-canguru (Chaetodipus intermedius) habita essas e outras regiões rochosas do sudoeste e na década de 1930 alguns naturalistas observaram que os ratos encontrados nessas rochas eram habitualmente melânicos.

Em contrapartida aqueles vistos em regiões próximas do solo arenoso geralmente tinha uma coloração clara.  A correlação entre a cor da pelagem a preferência de hábitats é uma clara adaptação contra os predadores, em particular as corujas que são comuns neste local. Está bem documentado que essas aves se alimentam de ratos e foi demonstrado experimentalmente que as corujas conseguem discriminar indivíduos claros e escuros até mesmo em períodos noturnos. A observação de padrões semelhantes de distribuição de ratos cangurus em diversas localidades confirma ainda mais a ideia do valor adaptativo da coloração da pelagem.

Para desvendar a base genética do melanismo nesses ratos, o pesquisador Michael Nachman e seus colegas da Universidade do Arizona examinaram a sequência do gene MC1R em ratos claros e escuros. Eles descobriram que nos indivíduos escuros ocorriam 4 mutações que resultavam em uma diferença de quatro aminoácidos com relação aos ratos claros. Tais diferenças indicam que nessa população, assim como também já foi constatado em onças pintadas, jaguatiricas e pássaros cambacicas, existe uma forma continuamente ativa do gene MC1R que produz a coloração escura.

Coletando localidades, cor de substrato e cor dos ratos-cangurus e as amostras de tamanhos em cada local. Gráficos de pizza indicam a proporção de ratos claros e escuros em cada local. Os retângulos indicam a cor do substrato em cada sítio. Ratos de Pinacate e Armendaris foram amostrados em lava escura e também em regiões claras adjacentes à lava, enquanto camundongos de Avra Valley e Portal foram amostrados apenas em rochas claras.

Então, Nachman e seus colegas examinaram os ratos-cangurus claros e escuros em outra localidade, a cerca de 765 Km da população de Arizona e que também viviam em regiões de formação rochosa vulcânica no Novo México. Apesar da história ecológica ser a mesma, a genética por trás do fenômenos era diferente.

Os ratos escuros do Novo México não tinham mutações nem o MC1R e nem no Agouti que também gera coloração escura quando é multado – como o Agouti inibe a ação de MC1R, uma mutação em seu inibidor permite que a proteína fique plenamente ativa. Ou seja, existem outros genes além do MC1R e Agouti que podem sofrer mutação e causar melanismo. Assim, duas populações melânicas diferentes da mesma espécie estão vivendo em ambientes semelhantes, em derramamentos de lava vulcânica com menos de 1 milhão de anos de idade, mas encontraram meios diferentes de desenvolver o melanismo.  A evolução não precisa necessariamente seguir sempre as vias genéticas idênticas ainda que seja na mesma espécie.

Em mamíferos, um dos padrões de pelagem mais comuns é a coloração laranja e marrom escura nas costas e laterais e cores claras na parte ventral. Esse de fato é o esquema de cores de camundongos domésticos. O gene Agouti tem o papel fundamental nessa aparência diferenciada existe um interruptor genético específico que controla sua expressão nos folículos pilosos na parte ventral do animal. Como a proteína Agouti inibe a ativação do gene MC1R os pelos dessa região ficam mais claros.

Victor Rossetti

Palavras chave: NetNature, Rossetti, Agouti, MC1R, Gene, Camundongos, Rato-Canguru.

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Referências

Carroll, S. B. Infinitas Formas de Grande Beleza. Ed. Jorge Zahar. 2006

One thought on “O EXPERIMENTO SELVAGEM QUE MOSTROU A EVOLUÇÃO EM TEMPO REAL. (Comentado)

  1. A questão é tentar “provar” a tal seleção natural, com experiências que não têm nada de natural, é como atirar no próprio pé. Mais importante é verificar que gente investe dinheiro em bobagens, que se tornam “científicas”. Levado a nível de governos (onde o dinheiro é do povo), se gastam bilhões para mandar um objeto à lua ou Marte ou seja onde for, PARA QUE? Para satisfazer doutores pardais com teorias absurdas? E no entanto, no outro lado da rua onde moram esse ‘donos de hobbys” com certeza a alguém pedindo esmolas. O que se critica é essa imoralidade principalmente com dinheiro do povo, ou será que quem paga esses doutores pardais são eles mesmos. Esse é o aspecto moral de imbecilidades “científicas”.
    Todos essas experiências apresentadas no texto, mostram exatamente o contrário da “doutrina evolucionista! (não é teoria de absolutamente nada). Vamos comparar com o que nós podemos entender melhor. Quando o fabricante faz uma automóvel, seu projeto “permite” que o próprio motorista faça “adaptações” às condições onde vá usá-lo (uma delas é colocar correntes nas rodas por exemplo). É uma adaptação que o “projeto” (no caso do ser-vivo, seu próprio DNA) permite que se faça, e ele precisa de usar sua inteligência para isso. É exatamente isso que os tais exemplos (na minha idiotas) mostram, SEM INTELIGÊNCIA QUE PODE MUDAR UM DNA TANTO QUANTO UM ARTEFATO QUALQUER, NÃO ADAPTAÇÃO OU MUDANÇA ALGUMA.
    Os exemplos são ótimos para mostrar a idiotice da tal “seleção natural”, ambiente e ser-vivo se interagem nas mudanças de Vida, que não é evolução alguma. Se os lobistas fizerem um salão escuro e colocar ratos brancos lá, com certeza em algum tempo, os ratos brancos vão mudar sua coloração, PORQUE SEU PROJETO DE DNA PERMITE QUE ELES FAÇAM ISSO. Que tal alguma biólogo dizer como eles fazem isso? Por “seleção natural” hahah arioba

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