Patas para que vos quero!

“Tira da√≠ as patas!”, grita um qualquer mam√≠fero de forma semi-agressiva.

Mas e se fosse um peixe?
“Dois belos p√©s!” afirma o comentador desportivo, numa tarde de futebol.
Nós temos. Os peixes não.
A “simples” diferen√ßa na forma do esqueleto, como ter “m√£os” e “p√©s” ou aut√≥podes, carrega uma importante hist√≥ria evolutiva desde os peixes at√© aos animais como n√≥s.
Ao segurar um jornal, o leitor está, em termos evolutivos, a utilizar uma barbatana muito complexa e evoluída, e pertence a um grupo de vertebrados chamados tetrápodes, animais com quatro membros, que incluem animais como os mamíferos, aves, répteis e anfíbios.
O aparecimento dos ossos dos dedos em alguns anf√≠bios deveria ser resultado de nova “maquinaria” gen√©tica, pois todas as estruturas org√Ęnicas s√£o o resultado da informa√ß√£o que est√° contida nos genes. Ser√° assim?
Um estudo publicado, a 24 de Maio, na revista Nature, refere que os genes necess√°rios √† forma√ß√£o dos dedos das “m√£os” e “p√©s” dos tetr√°podes t√™m uma hist√≥ria que remonta h√° 360 milh√Ķes de anos ou seja antes de os animais terem feito a “invas√£o” da terra. O estudo molecular dos genes HoxD (genes reguladores do desenvolvimento em diferentes organismos e √°reas do corpo, concretamente no desenvolvimento do esqueleto apendicular, i.e., dos membros) vem mostrar que o patrim√≥nio gen√©tico necess√°rio j√° estava presente em peixes primitivos como o actual peixe actinopter√≠geo Polyodon spathula, considerado um aut√™ntico f√≥ssil vivo.
A an√°lise gen√©tica deste animal permitiu afinar as informa√ß√Ķes paleontol√≥gicas com as da biologia do desenvolvimento, possibilitando que estas analisassem dados gen√©ticos de peixes menos “evolu√≠dos” – os actinopter√≠geos – e os comparassem com os dos tetr√°podes. Tradicionalmente, estas an√°lises eram efectuadas em peixes mais “evolu√≠dos”, os tele√≥steos.
Os estudos paleontol√≥gicos em exemplares de transi√ß√£o morfol√≥gica entre peixes e animais com verdadeiros membros locomotores deixavam em aberto a possibilidade daquela “revolu√ß√£o” evolutiva se ter dado de uma forma r√°pida em termos de tempo geol√≥gico mas o Polyodon revelou que o patrim√≥nio gen√©tico que permitiu o aparecimento de verdadeiras patas √© mais antigo do que se suponha.
Fundamental para se compreender esta “novela” cient√≠fica √© o conhecimento dos f√≥sseis de transi√ß√£o deste trajecto evolutivo.
Os “fotogramas” que permitem visualizar as altera√ß√Ķes morfol√≥gicas entre as barbatanas e verdadeiros membros locomotores s√£o v√°rios. Conhecia-se j√° h√° algum tempo a parte mais inicial do “filme” – os peixes Eusthenopteron e Panderichthys – e a mais avan√ßada – os anf√≠bios do Dev√≥nico superior como Acanthostega e Ichthyostega. Recentemente foi descoberto mais um “fotograma” – o peixe Tiktaalik; este, apresenta um mosaico de caracter√≠sticas morfol√≥gicas antigas e modernas, no trajecto evolutivo para o aparecimento de verdadeiros aut√≥podes.
Algumas curiosidades morfol√≥gicas destes “primos” afastados: Ichtyostega possu√≠a sete dedos em cada pata; o Acanthostega, oito. Desculpem mas n√£o resisto a dizer: “v√£o-se as barbatanas mas fiquem os dedos!”.
Da próxima vez que um qualquer criacionista falar em falta de fósseis de transição nada como descrever estes belos nomes РEusthenopteron, Panderichthys, Acanthostega, Tiktaalik e Ichthyostega!
Um outro estudo, de 2006 e desta vez embriol√≥gico, levado a cabo em Barcelona, permitiu analisar o processo de forma√ß√£o e disposi√ß√£o de dois ossos do p√© em embri√Ķes humanos – o calc√Ęneo (osso que constitui o nosso calcanhar) e o astr√°galo, ambos ossos do p√©.
Foram descritas semelhan√ßas morfol√≥gicas entre um embri√£o humano de 33 dias, nas extremidades inferiores, com barbatanas; aos 54 dias o calc√Ęneo e o astr√°galo est√£o localizados no mesmo preciso local que em Bauria cynops, um r√©ptil mamaliforme que viveu h√° 260 milh√Ķes de anos. As semelhan√ßas anat√≥micas de posicionamento √†s 8 semanas e meia dos ossos referidos s√£o enormes entre o embri√£o humano e a esp√©cie f√≥ssil Diademodon, que viveu h√° 230 milh√Ķes de anos.
Os autores deste estudo afirmam, que nesta fase, o posicionamento, e consequ√™ncias ao n√≠vel da locomo√ß√£o, dos ossos analisados est√£o a meio “caminho” entre r√©pteis e mam√≠feros. Este tipo de an√°lises incrementa o conhecimento morfol√≥gico efectuado por v√°rios autores no s√©c. XIX, mesmo antes de Darwin publicar a sua obra magna, como Karl Ernst von Baer (1792-1876), que notou semelhan√ßas morfol√≥gicas entre embri√Ķes de grupos diferentes. Conta a “tradi√ß√£o”, que von Baer, trabalhava no seu gabinete, e encontrou dois frascos com embri√Ķes de aves e lagartos; sem r√≥tulos, n√£o os p√īde distinguir √† primeira vista…

Von Baer prop√īs que est√°dios embrion√°rio iniciais conservavam padr√Ķes morfol√≥gicos comuns a v√°ria esp√©cies sendo os est√°dios mais avan√ßados reveladores de diverg√™ncia morfol√≥gica – as similitudes observadas entre embri√Ķes humanos e esp√©cies do passado comprovam que anda bem que os frascos de von Baer deveriam ter os r√≥tulos! Resumindo: esp√©cies que divergem morfologicamente em est√°dios mais iniciais ir√£o ser morfologicamente mais distintas em est√°dios adultos.

Von Baer foi pioneiro nas propostas que fez ao nível do desenvolvimento embrionário sendo o seu trabalho basilar numa das áreas mais importantes das Biologia actual Рa evolução e o desenvolvimento, Evo-Devo.
De tudo o que vimos s√≥ me resta afirmar que a as teorias evolutivas que explicam o nosso trajecto na hist√≥ria da Terra t√™m cada vez mais “p√©s para andar…!”
(Publicado no jornal O Primeiro de Janeiro a 31/5/2007)
BIBLIOGRAFIA
Carroll, R.L., Irwin J. & Green, D.M. 2005. Thermal physiology and the origin of terrestriality in vertebrates. Zool. J. Linn. Soc. 143: 345-358.

Carroll, S. B. 2005. Endless Forms Most Beautiful: The New Science of Evo Devo and the Making of the Animal Kingdom, W. W. Norton & Company.

Davis, M.C. et al. 2007. An autopodial-like pattern of Hox expression in the fins of a basal actinop
terygian fish. Nature 447: 473-476.

Evo-Devo – http://www.pnas.org/cgi/content/full/97/9/4424

Goodwin, B. 1994. How the Leopard Changed its Spots, Phoenix Giants.

Isidro, A. & Vazquez, M.T. 2006. Phylogenetic and ontogenetic parallelisms on talo-calcaneal superposition. The Foot 16, 1-15.

FIGURAS:
Carroll, R.L., Irwin J. & Green, D.M. 2005. Thermal physiology and the origin of terrestriality in vertebrates. Zool. J. Linn. Soc. 143: 345-358.
Clack, J. 2002. An early tetrapod from Romer’s Gap, Nature 418, 72 – 76.

Horder, T.J
. 2006. Gavin Rylands de Beer: how embryology foreshadowed the dilemmas of the genome. Nat Rev Genet. 7(11):892-8.

Borboletas desde o tempo dos Dinos

Uma exposição no Museu Nacional de História Natural.
Para quem gosta de borboleteas. E de dinoss√°urios.
E de borboletas desde os tempos dos dinoss√°urios…

Mitos em NY


Uma nova exposição no AMNH.
E texto antigo da relação fósseis e mitos.
Ou vice-versa.
Para maiores detalhes o excelente livro de Adrienne MayorThe First Fossil Hunters: Paleontology in Greek and Roman Times (Princeton University Press 2000)”

Para o Ver√£o…

Daqui…

PATAS E GENES

Este estudo vem evidenciar que os genes envolvidos no desenvolvimento e apari√ß√£o evolutiva dos aut√≥podes (partes do esqueleto os carpos, metacarpos, metatarsos, metacarpos e falanges, resumindo, o ossos das “m√£os” e “p√©s” de mam√≠feros, aves, r√©pteis e anf√≠bios – os tetr√°podes) j√° se encontravam no patrim√≥nio gen√©tico h√° mais tempo do que quando se deu a transi√ß√£o para o ambiente terrestre..

Os estudos paleontol√≥gicos em exemplares de transi√ß√£o morfol√≥gica entre peixes, anf√≠bios e animais com verdadeiros membros locomotores deixavam em aberto a possibilidade daquela “revolu√ß√£o” evolutiva se ter dado de uma forma r√°pida em termos de tempo geol√≥gico – ver estudos em Acanthostega, Tiktaalik e Ichthyostega.

Este estudo molecular dos genes Hox (genes fundamentais reguladores do desenvolvimento em diferentes organismos e √°reas do corpo, nomeadamente no desenvolvimento do esqueleto apendicular, ie, dos membros) vem mostrar que a “maquinaria” molecular necess√°ria j√° estava presente. O que faltaria seriam apenas as condi√ß√Ķes ecol√≥gicas necess√°rias √† sua verdadeira express√£o.

Voltarei a este assunto mais tarde…

An autopodial-like pattern of Hox expression in the fins of a basal actinopterygian fish

Marcus C. Davis1, Randall D. Dahn1 & Neil H. Shubin1,2 Nature 447, 473-476 (24 May 2007)

Comparative analyses of Hox gene expression and regulation in teleost fish and tetrapods support the long-entrenched notion that the distal region of tetrapod limbs, containing the wrist, ankle and digits, is an evolutionary novelty. Data from fossils support the notion that the unique features of tetrapod limbs were assembled over evolutionary time in the paired fins of fish.

The challenge in linking developmental and palaeontological approaches has been that developmental data for fins and limbs compare only highly derived teleosts and tetrapods; what is lacking are data from extant taxa that retain greater portions of the fin skeletal morphology considered primitive to all bony fish. Here, we report on the expression and function of genes implicated in the origin of the autopod in a basal actinopterygian, Polyodon spathula. Polyodon exhibits a late-phase, inverted collinear expression of 5′ HoxD genes, a pattern of expression long considered a developmental hallmark of the autopod and shown in tetrapods to be controlled by a ‘digit enhancer’ region. These data show that aspects of the development of the autopod are primitive to tetrapods and that the origin of digits entailed the redeployment of ancient patterns of gene activity.

(Figuras : Heredity (2006) 97, 235-243. doi:10.1038/sj.hdy.6800872; published online 26 July 2006 Building divergent body plans with similar genetic pathways B J Swalla; http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Fishapods.jpg)

Destapar a poesia das coisas

Como (quase) todos os dias come√ßo por me deleitar com as palavras e hist√≥rias do Fernando Alves no “Sinais” na TSF.

O Fernando tem o que é imprescindível a qualquer cientista Рa curiosidade e o poder da observação.

Alia essas características ao dom de manejar as palavras numa teia que prende e vicia, conduzindo-nos a ela por voz reconhecível.

Quando uma vez quis falar comigo, por motivos profissionais, fiquei mais nervoso do que em muitos congressos.
Mas acabei por fazê-lo.

Hoje, uma vez mais, o destapar a poesia das coisas como só ele o faz.
(fotos – REUTERS/Stringer; site TSF)

Grandes Op√ß√Ķes

Antechinus stuartii

(Publicado no jornal O Primeiro de Janeiro a 10/5/2007)
Situa√ß√Ķes h√° que imp√Ķem que se fa√ßam escolhas e ren√ļncias.

J√° abordei algumas dessas op√ß√Ķes, num contexto biol√≥gico, no texto “Tempos de crise – apertar o cora√ß√£o e o f√≠gado”.

Eram referidas modifica√ß√Ķes fisiol√≥gicas que uma gazela do Deserto da Ar√°bia sofre para poder suportar as duras condi√ß√Ķes daquele meio.
Contudo, n√£o s√£o s√≥ as condi√ß√Ķes adversas do meio-ambiente que imp√Ķem mudan√ßas na fisiologia do organismo.
Uma das fun√ß√Ķes essenciais para todos os organismos √© a reprodu√ß√£o – transmitir os seus genes √† descend√™ncia – numa perspectiva que Richard Dawkins apelidou de O Gene Ego√≠sta, no livro hom√≥nimo.

O Antechinus stuartii √© um pequeno marsupial carn√≠voro que apresenta, no seu comportamento reprodutivo, altera√ß√Ķes fisiol√≥gicas que, na maioria dos casos, conduzem a um desfecho tr√°gico.
Tal como outros marsupiais, o Antechinus é um animal solitário e nocturno, caçando sobretudo insectos, mas também pequenas aves e répteis.

normal_Z-badoo_tealeaf-antechinusA √©poca de reprodu√ß√£o deste mam√≠fero inicia-se no final do Inverno australiano, numa √©poca de escassez alimentar, surgindo ent√£o as primeiras modifica√ß√Ķes corporais. Um m√™s antes da √©poca de acasalamento, o corpo do Antechinus macho suspende a produ√ß√£o de esperma. O aparente paradoxo desta mudan√ßa fisiol√≥gica pode ser explicado pela redu√ß√£o nos gastos energ√©ticos. Aquele fen√≥meno exige do animal um disp√™ndio consider√°vel de energia na produ√ß√£o do material biol√≥gico envolvido na reprodu√ß√£o.
Mas as mudanças não ficam por aqui.
Para além de suspender a produção de esperma, este animal inibe igualmente a síntese de algumas proteínas fundamentais, reduzindo ainda a actividade do próprio sistema imunitário. Estes fenómenos visam igualmente minimizar o gasto energético, com vista ao acto reprodutivo.

No entanto, a altera√ß√£o verdadeiramente surpreendente √© o enorme aumento de concentra√ß√£o sangu√≠nea de testosterona. Esta hormona, produzida nos test√≠culos e gl√Ęndulas supra-renais, √© conhecida popularmente como a hormona masculina e est√° associada ao aumento da libido e da agressividade.
Resumindo: o Antechinus macho cessa parte das actividades metabólicas, com o objectivo de preservar a sua energia, ao mesmo tempo que aumenta a produção de hormonas ligadas à necessidade obsessiva de se reproduzir.
Apesar de solit√°rio durante a maior parte do tempo, a √©poca reprodutiva √© bastante activa, chegando mesmo a ser violenta. Durante esse per√≠odo, os machos socializam, formando “arenas de cortejamento” onde disputam as f√™meas.

Os machos procuram freneticamente as fêmeas, utilizando a denominada cópula prolongada Рentre 5 e 14 horas Рcom o fim de evitar que outros machos copulem.
Contudo, todas aquelas altera√ß√Ķes fisiol√≥gicas t√™m custos biol√≥gicos. Ap√≥s a √©poca de acasalamento, os machos apresentam-se doentes e com parasitas, devido √† depress√£o a que havia sido sujeito o seu sistema imunit√°rio, observando-se que a maioria n√£o sobrevive ao primeiro ano. Pelo contr√°rio, em cativeiro, os Antechinus podem atingir cinco anos de longevidade.
Há, assim, um investimento biológico quase total na reprodução, tão grande que os machos não sobrevivem ao primeiro ano e aqueles que sobrevivem apresentam-se estéreis e sem viabilidade.
Os “super-machos”, carregados de testosterona, ficam desta forma condenados pelas suas op√ß√Ķes.

Tal como os Antechinus “cortam” parte das suas fun√ß√Ķes vitais para poderem ter prole, apesar das consequ√™ncias tr√°gicas, tamb√©m uma sociedade que tem de fazer cortes enormes em sectores fundamentais como a Educa√ß√£o e a Sa√ļde pode correr o risco de n√£o sobreviver.
Desejo que essas op√ß√Ķes conduzam n√£o √† morte, mas √† sobreviv√™ncia da “esp√©cie” Portugal.

Referências
Kerr, J.B., and Hedger, M.P. (1983). Spontaneous spermatogenic failure in the marsupial mouse Antechinus stuartii Macleay (Dasyuridae, Marsupialia). Austral. J. Zool. 31, 445-466.

Bradley, A. J., I. R. McDonald, et al. (1980). Stress and mortality in a small marsupial (Antechinus stuartii, Macleay). Gen Comp Endocrinol 40(2): 188-200.

Ilustra√ß√Ķes
Rui Ricardo e ESD

Apocalipse sonoro


O comportamento é surpreendente.

A imitação levada ao extremo numa antítese natural do plágio.

A tristeza √© igualmente enorme pelo ir√≥nico de uma das imita√ß√Ķes – apocalipse sonoro.

[youtube=http://www.youtube.com/watch?v=WuFyqzerHS8]