Artigos recentes discutem diferentes processos biológicos associados à evolução por seleção natural.
O primeiro é sobre estudos de toxinas de bagres. Embora toxinas de outras espécies animais tenham sido muito estudadas ao longo dos anos, toxinas de peixes foram muito menos estudadas. Pesquisa realizada com 158 espécies de bagres objetivou detectar a presença de glândulas venenosas e as atividades farmacológicas das toxinas destes peixes.
O estudo foi realizado pelo aluno de doutorado Jeremy Wright, da University of Michigan, USA, que fez uso de técnicas histológicas (de análise de tecidos) e toxicológicas para investigar a diversidade e a distribuição de bagres. A pesquisa descobriu que 1250 espécies de bagres são venenosas, número que pode ser maior do que 1600. As glândulas do venoma de bagres estão ligadas à presença de “espinhos ósseos” em suas nadadeiras dorsais e peitorais, que se projetam quando os peixes se sentem ameaçados [Obs: quem já tentou pescar bagres sabe como pode ser perigoso tentar pegar estes peixes. São escorregadios e, quando se leva uma “ferroada”, costuma doer muito]. Quando um destes ferrões atinge um potencial predador, a glândula situada na base do “espinho” rompe sua membrana, liberando o veneno. Venenos de bagres apresentam ação hemolítica (que causam hemólise, ou seja, destruição de hemácias, os glóbulos vermelhos) e neurotóxica, e causam sintomas como dor, isquemia, espasmos musculares e alteração respiratória. Mas raramente uma única espécie apresenta mais do que 3 toxinas em seu veneno, sendo que nem todas espécies de bagres apresentam grau significativo de toxidez.
Segundo o autor do trabalho, existem pelo menos duas origens evolucionárias das glândulas venenosas dos bagres. Suas toxinas apresentam forte similaridade com toxinas presentes em suas secreções da epiderme. Ou seja, o surgimento das glândulas pode ser derivado de um processo adaptativo de “maior economia” na produção das toxinas, uma vez que estas são liberadas somente quando o peixe se sente ameaçado.
O artigo de J. J. Wright, “Diversity, phylogenetic distribution, and origins of venomous catfishes” está no prelo na revista BMC Evolutionary Biology, e tem acesso livre. O pdf da versão preliminar pode ser baixado aqui.
Já estudo realizado por Tim Brodribb (University of Tasmania) e Taylor Field (University of Tenessee) tenta desvendar o que Darwin considerava um “mistério abominável” quando elaborou sua teoria da evolução por meio da seleção natural: quando as plantas floríferas surgiram e como “dominaram” o universo vegetal na Terra. A investigação demonstra que a surgimento das flores promoveu uma expressiva vantagem adaptativa para as primeiras espécies de plantas floríferas.
Utilizando processos de fisiologia vegetal, os pesquisadores observaram que as plantas floríferas apresentam uma “engenharia” muito mais eficiente para realizar fotossíntese. Os processos hidráulicos que são responsáveis pela distribuição dos nutrientes por toda a planta são extremamente eficazes nas plantas floríferas, e permitem que a planta fique, por assim dizer, muito melhor nutrida e de uma maneira mais homogênea. A capacidade de transportar água e de realizar fotossíntese são intimamente relacionados nas plantas floríferas. Desta maneira, estas plantas foram capazes de melhor utilizar o CO2 presente na atmosfera, ainda que em quantidades muito menores do que as atuais.
O aperfeiçoamento do sistema de transporte de nutrientes nas plantas sofreu um aumento significativo de densidade há cerca de 100 a 140 milhões de anos. E promoveu uma mudança radical na fisiologia vegetal, que resultou em um processo de dominância ambiental pela biosfera terrestre observado atualmente. Presume-se que o aumento na eficácia do transporte dos nutrientes tenha dobrado a taxa de fotossíntese realizada pelas folhas nas plantas floríferas. Tal mudança provocou um aumento na taxa de produção vegetal, sem a qual não seria possível a manutenção de tantas espécies biológicas como se observa hoje em dia (de insetos e animais, inclusive o homem).
O artigo de Tim J. Brodribb e Taylor S. Feild, “Leaf hydraulic evolution led a surge in leaf photosynthetic capacity during early angiosperm diversification”, encontra-se no prelo para publicação na revista Ecology Letters (DOI: 10.1111/J.1461-0248.2009.01410.x).
Veja também artigo anterior dos mesmos pesquisadores, Tim J. Brodribb, Taylor S. Feild, and Gregory J. Jordan, “Leaf Maximum Photosynthetic Rate and Venation Are Linked by Hydraulics”, Plant Physiology, 2007, volume 144, pp. 1890–1898.
Artigo de Brendan Borrell, divulgado no site da Scientific American Brasil, diz que, segundo cientistas, vinho pode ter surgido como remédio. É um exemplo de evolução comportamental, na qual, segundo Edward O. Wilson (biólogo), fatores culturais e comportamentais são diretamente influenciados por vantagens adaptativas.
Embora os micro-organismos possam ter inventado o álcool, os mamíferos o dominaram. Normalmente isso significava comer um fruto muito maduro de palmeira em demasia ─ mas há também os elefantes indianos que são loucos por bebidas alcoólicas e cerveja de arroz. De musaranhos arborícolas embriagados a macacos bêbados, a linhagem dos primatas é cheia de criaturas que adoram um trago, e com nosso passado de comedores de fruta 10% das enzimas dos humanos modernos são dedicadas exclusivamente a transformar álcool em energia. Muito provavelmente a ressaca já era conhecida na história humana muito antes das taças.
Quanto tempo os humanos levaram para começar a transformar intencionalmente a generosidade botânica da natureza em conhaques e vinhos? A bebida fermentada mais antiga que se tem conhecimento é um vinho de arroz e mel de 9 mil anos identificado em cacos de cerâmica do vilarejo de Jiahu, na China central. De acordo com o arqueólogo biomolecular Patrick McGovern, do Museu de Antropologia e Arqueologia da University of Pennsylvania, a maior parte do açúcar formado no vinho provinha de frutos do espinheiro chinês e de uvas silvestres, cujas sementes foram encontradas no local. Assim como hoje os povos andinos produzem chicha do milho, os produtores da bebida chinesa provavelmente mastigavam grãos de arroz e cuspiam a massa em um pote para fermentar juntamente com frutas. Seriam necessários outros 5 mil anos até os chineses desenvolverem um complicado sistema amilolítico de fermentação, onde cultivavam um tipo de mofo em bolos de cereais e ervas cozidos no vapor que eram adicionados à mistura de arroz para fermentação.
Nesse ínterim, habitantes da região próxima à Armênia e Geórgia estavam provavelmente começando suas tentativas com a uva comum, Vitis vinifera. McGovern identificou resíduos de ácido tártico em potes de 7.400 anos descobertos em uma construção de tijolos de barro nas montanhas Zagros, no Irã. Como os potes também apresentavam resíduos de resina da árvore terebinto ─ posteriormente descrita pelo naturalista romano Plínio, o Velho, como um conservante de vinho ─ o suco de uvas pode ter sido fermentado intencionalmente.
Entretanto, a fabricação de vinho é, provavelmente, muito mais antiga do que indicam os registros arqueológicos ─ talvez até dos primórdios do período paleolítico ─ e suas origens podem estar menos relacionados com nossos centros do prazer que com nosso interesse em desenvolver medicamentos. “O álcool era a droga universal”, observa McGovern. “É uma bebida misteriosa que tem sabor agradável e dá energia; é um acompanhante social com poderes de alteração da mente e muitas propriedades medicinais”.
Em maio, a equipe de McGovern identificou a primeira evidência química de medicamentos egípcios antigos, em vasilhames de 5 mil anos, na tumba do faraó Escorpião 1º ─ que foram reforçados com vinho de uva importado do vale do rio Jordão. Os egípcios sabiam que certos compostos ativos de plantas, como os alcaloides e terpenoides, dissolviam-se melhor em meio etílico, e eram então ingeridos ou aplicados sobre a pele.
Embora os pesquisadores concordem que o consumo moderado de bebidas seja benéfico para a saúde, ainda discutem se a ingestão de uma taça de vinho tinto por dia realmente ajuda a prolongar a vida. Ainda assim, é difícil imaginar a vida ─ ou a civilização ─ sem o vinho. Segundo McGovern, “Ele faz parte da história da humanidade e de quem somos”.
Apesar de ser um dos grupos de animais mais perigosos, pouco ainda se sabe sobre a evolução das medusas, também conhecidas por águas-vivas. Pesquisadores de diferentes instituições, como a Universidade do Kansas, Pacific Biosciences Research Center do Hawai e da University of Queensland (Australia), se debruçaram sobre o processo da evolução da toxidez destes animais.
Algumas espécies de medusas possuem até 24 olhos e são capazes de perceber variações de luz e de imagens a seu redor. Porém ainda não se sabe porque estes animais apresentam olhos tão complexos, se o grau de visão é bom (ou não), e qual o papel da visão na sua reprodução e na sua alimentação. Um dos autores do estudo, Cheryl Lewis Ames, percebeu que uma das espécies de medusas estudadas, Copula sivickisi, exibe comportamento de corte para atração sexual.
Outros cnidários (que é o grupo denominado Filo, ao qual as medusas pertencem), como as águas-vivas, também podem ser muito tóxicos, acumulando veneno em pequenas células de seu corpo, denominadas de cnidocistos (ou nematocistos). Os cnidocistos são verdadeiros arpões minúsculos que, uma vez tocados, são ejetados e penetram o corpo que os tocaram, liberando suas toxinas, que causam sensação de queimadura, muita dor, inflamação , quando não reações anafiláticas muito fortes que podem levar à morte.
Utilizando análises genéticas, os autores da pesquisa conseguiram estabelecer relações entre estes animais e como provavelmente suas toxinas evoluíram ao longo do tempo. Duas dentre as espécies de anêmonas mais tóxicas são as espécies Chironex fleckeri (da Austrália) e Chironex yamaguchii (do Japão e das Filipinas). Conhecendo as relações filogenéticas (ou de parentesco) entre estas espécies é possível se prever se uma nova espécie será muito tóxica ou não. Da mesma maneira, o desenvolvimento de um antídoto para uma determinada espécie deve muito provavelmente servir como antídoto do veneno de outra espécie próxima.
Todas estas toxinas são proteínas que exercem diferentes funções, e por isso podem eventualmente servir de modelos para o desenvolvimento de medicamentos. Um trabalho deste tipo foi realizado com um molusco marinho, Conus magnus, também venenoso. Foram isoladas várias proteínas deste molusco, e uma delas serviu para a descoberta de um novo medicamento contra a dor, o ziconotídeo.
Os pesquisadores deste estudo também observaram que as anêmonas e águas-vivas apresentam um padrão de distribuição geográfica bem definida, ocupando regiões exclusivas: ou o Pacífico, ou Atlântico, ou o Oceano Índico. Estes animais parecem não migrar entre estes oceanos.
Os autores deste trabalho, Bastian Bentlage, Paulyn Cartwright, Angel A. Yanagihara, Cheryl Lewis, Gemma S. Richards e Allen G. Collins, publicaram o trabalho “Evolution of box jellyfishes (Cnidaria: Cubozoa), a group of highly toxic invertebrates” na revista Proceedings of the Royal Society. Todavia, este ainda encontra-se no prelo, mas pode ser obtido aqui, para quem têm acesso à assinatura da revista.
Bentlage, B., Cartwright, P., Yanagihara, A., Lewis, C., Richards, G., & Collins, A. (2009). Evolution of box jellyfish (Cnidaria: Cubozoa), a group of highly toxic invertebrates Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences DOI: 10.1098/rspb.2009.1707
Categorias:ciência, educação, evolução, informação, química
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