As plantas são muito sensíveis a variações de luminosidade do ambiente porque dependem da luz para realizar fotossíntese e também para ativar fotorreceptores que regulam o seu crescimento, seu metabolismo e seu desenvolvimento fisiológico. Um dos hormônios vegetais responsáveis pela resposta vegetal à luminosidade é o brassinosterol. Se acreditava que os níveis de brassinasterol eram regulados pela intensidade luminosa, mas novos estudos mostraram que, na verdade, a substância é que regula a sensibilidade das plantas à luz, através do controle da produção de uma proteína que responde à intensidade luminosa.
Após surgirem, os brotos vegetais se desenvolvem segundo um processo chamado de fotomorfogênese, durante o qual o crescimento do caule é desfavorecido em relação às folhas, que crescem e se tornam verdes. Este processo é regulado por vários componentes bioquímicos, dentre os quais o brassinasterol é um dos mais importantes. Quando plantas mutantes, desprovidas de brassinasterol, são colocadas para crescer, crescem e se desenvolvem como se estivessem sempre expostas à luz, mesmo no escuro. Um novo componente descoberto recentemente é a proteína GATA2, que regula o desenvolvimento dos brotos de acordo com o tipo de ambiente em que estes se encontram (com ou sem luz).
As proteínas do tipo GATA são fatores que regulam a síntese de outras proteínas, ativando os genes que codificam a síntese destas últimas. Em uma espécie de mostarda (Arabidopsis), existem 29 genes para diferentes tipos de proteínas do grupo GATA. Alguns controlam o desenvolvimento de flores, outros o metabolismo de carbono e nitrogênio, e outros ainda a produção da clorofila. Em Arabidopsis, a proteína GATA2 ativa vários genes que são estimulados pela luz e que regulam o crescimento da planta. Mutantes de Arabidopsis em que a proteína GATA2 é produzida em excesso apresentam crescimento como se estivessem na presença de luz, mesmo no escuro. Também foi estabelecida uma correlação direta entre a produção excessiva de GATA2 e a diminuição dos níveis de brassinasterol, que exerce o mesmo efeito. Verificou-se também que o brassinasterol inibe a proteína GATA2, através da ativação de outras proteína que inibe diretamente GATA2. Desta forma, no escuro os brotos não crescem. Uma vez em ambiente iluminado, a inibição de GATA2 é interrompida, e os brotos voltam a crescer.
O problema é que às vezes o ambiente em que as plantas se encontram não é muito iluminado. Em florestas tropicais, por exemplo, ocorre uma competição por luz. Existem plantas que crescem mais rápido do que outras e ocupam mais espaço e se projetam em maiores alturas para poder capturar a luz de maneira mais eficiente.
Mas, e plantas menores, que crescem mais devagar, e ficam nas sombras?
Estas tendem a ter um crescimento de suas folhas mais pronunciado. As folhas se tornam alongadas, em um fenômeno chamado de “síndrome do escape da sombra” (shade avoidance syndrome). Pouco se conhecia a regulação bioquímica desta síndrome, até recentemente, quando pesquisadores da Utrecht University e Ruhr University em Bochum (Alemanha) descobriram parte do processo de regulação bioquímica deste processo. O estudo revelou que uma proteína de transporte específica, denominada PIN3, faz com que a planta possa acumular o hormônio vegetal auxina, que exerce função importante no alongamento das folhas, fazendo com que as células localizadas nas camadas mais externas das folhas cresçam mais rápido. Tal processo bioquímico permite que as plantas se adaptem rapidamente ao meio em que se encontram, dependendo da luminosidade deste. Isso porque a clorofila absorve radiação ultravioleta (UV) na faixa do azul e vermelho longínquo (faixa de menores comprimentos de onda do UV, veja aqui) e somente a parte da radiação de maiores comprimentos de onda atravessa as folhas. O comportamento bioquímico das plantas muda em função da absorção dos diferentes tipos de radiação ultravioleta, que varia se a planta se encontra em ambiente fortemente iluminado ou não. Em ambiente sombreado, a planta deslancha o processo da síndrome, fazendo com que as folhas se estiquem e cresçam em posição mais vertical do que aquelas que se encontram em ambiente mais iluminado.
O aumento da produção da proteína PIN3, que regula o acúmulo de auxina, ocorre quando a razão da radiação vermelho (maiores comprimentos de onda)/vermelho longínquo (menores comprimentos de onda) é pequena. Desta forma, o acúmulo de auxina leva a um incremento do crescimento das folhas nos locais onde a concentração de auxina é maior: principalmente nas regiões mais externas das folhas, bem como em sua extremidade. Plantas mutantes, desprovidas da proteína PIN3, estas não apresentam mais a síndrome de escape da sombra, demonstrando que tal proteína exerce uma função primordial na regulação da síndrome do escape da sombra.
Tais exemplos demonstram claramente como a evolução pela seleção natural resulta da interação de fatores ambientais (no caso, a luz) que influenciam o surgimento de componentes bioquímicos que regulam processos fisiológicos.
Vampiros, por exemplo, são totalmente desprovidos da proteína PIN3.
Fonte das informações: aqui e aqui.
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A Química da Vida 
http://noticias.terra.com.br/ciencia/interna/0,,OI3322587-EI8145,00.html
Já que falou em captação de luz, lembrei dessa matéria que li, onde cientistas descobriram que as esponjas produzem fibras óticas de sílica para conduzir luz pelo seu interior e, assim, manter vivas certas algas de que precisam numa relação simbiótica. Diz a matéria que são as únicas criaturas com esses genes.
Em uma análise superficial, é possível aceitar que essa fibra ótica possa ter sido produzida por seleção natural, uma vez que as esponjas existem há 500 milhões de anos e podem não ter sido tão fortemente afetadas pelas extinções em massa que houveram. Em tese, qualquer coisa que se encontre nelas, pode ser explicada pela seleção natural, já que, diferente dos mamíferos, as esponjas tiveram bastante tempo para evoluir e não evouíram tanto assim.
Porém, é possível que no futuro se conclua que os passos necessários para criar fibras óticas de silício são muitos e vários deles não trazem as vantagens de aumento de taxas de sobrevivência que impulsionam a seleção natural. Behe ilustrou casos assim. Houvesse outros como ele, isso seria investigado. Porém, até hoje, nem mesmo o flagelo tem teorias explicando sua formação por seleção natural.
Voltando aos genes de nervos das esponjas, o fato deles não terem expressão devia ser motivo de inquietação para a ciência. Se a ciência admite que algo tão complexo pode ser criado por acaso, mesmo sendo desnecessário, isto é, fora do âmbito da seleção natural, aí a ciência estará trilhando um caminho semelhante ao dos criacionistas – um caminho fundamentalista, em que a teoria serviria, a priori, para justificar a criação de qualquer gene, funcional ou não.
Nem mesmo a mecânica quântica e a relatividade resistiram 100 anos. Elas são incompatíveis e incompletas. O mesmo ocorre com a seleção natural, que funciona bem para seres unicelulares de rápida multiplicação, mas é duvidosa nos organismos mais complexos, que requereriam muito mais tempo do que dispuseram para chegar às milhares de estruturas funcionais presentes em seus organismos.
Só para citar um exemplo, a adaptação da hemoglobina ao ar rarefeito dos povos do Tibete levou pelo menos 5 mil anos ou 200 gerações por seleção natural. Coisa simples. Imagine quantas gerações seriam necessárias para produzir um cérebro inteligente com 100 bilhões de neurônios? Mil, milhões, bilhões? Não sei a resposta, mas, se fosse cientista, desconfiaria das probabilidades, considerando o tempo de existência de algo parecido com o homo sapiens.
Marco,
As esponjas não produzem fibras óticas. Elas apresentam esqueleto de sílica que tem a capacidade de conduzir luz, de maneira similar a fibras óticas. O artigo em questão (aqui) não fala absolutamente nada de genes. Nada.
Tal “fibra ótica” não pode ser produzida por seleção natural porque a seleção natural não produz absolutamente nada. Nada. O esqueleto se sílica destas esponjas podem, sim, ter favorecido o desenvolvimento destas esponjas pelo fato de, eventualmente, apresentar a propriedades de conduzir luz e, desta forma, favorecer o desenvolvimento de cianobactérias (bactérias fotossintetizantes) simbiontes.
Estima-se que as esponjas tenham surgido há aproximadamente 1 bilhão e 500 milhões de anos. O grupo de pesquisas do professor Werner Müller foi o primeiro que detectou um possível sistema de transmissão luminosa nestes animais (Müller, et al., 2005. Novel photoreception system in sponges? Unique transmission properties of the stalk spicules from the hexactinellid Hyalonema sieboldi. Biosens. Bioelectron. vol. 21, PP. 1149–1155). As extinções em massa afetaram principalmente os animais terrestres, por várias razões.
Marco, todas as características observadas atualmente nos seres vivos resultam de seleção natural, exceção feita àquelas que resultam de deriva genética. De novo, nada CRIOU fibras óticas. A propriedade de eventualmente o esqueleto das esponjas conduzir luz fez com que tal esqueleto eventualmente apresentasse uma vantagem adaptativa a estes animais, e por isso a capacidade de manter tais esqueletos foram transmitidos geneticamente pelas esponjas geração após geração (além do fato de tais esqueletos constituírem também uma forma de defesa física; se um dia você tiver oportunidade de manipular uma esponja, especialmente a da espécie Tedania ignis, não o faça sem luvas. Senão, você realmente sentirá a dor que isso significa. Digo isso por experiência própria).
O surgimento do flagelo como estrutura para o movimento celular é totalmente explicado por seleção natural (veja aqui).
Porque genes (quaisquer) que não se expressam severiam ser motivo de inquitação para a ciência? A ciência NÃO admite que qualquer coisa possa ser CRIADA ao ACASO, mesmo sendo desnecessário ou fora do âmbito da seleção natural. A ciência nunca assumiu qualquer conceito parecido com esta sua afirmativa. Me desculpe dizer isso, caro Marco, mas os termos que você usa par expor suas ideias são totalmente inapropriados, bem como a forma como você os expõe.
É perigoso afirmar que “Nem mesmo a mecânica quântica e a relatividade resistiram 100 anos. Elas são incompatíveis e incompletas.” Acho que você deveria se informar melhor sobre tais assuntos. O mesmo vale para a seleção natural em processos macroevolutivos (o livro Natural Selection in the Wild, de John Endler, descreve 150 casos de macroevolução observada).
Sem querer parecer grosso, mas se você ainda não leu pelo menos dois bons livros sobre a evolução do cérebro, será que não seria legal fazê-lo antes de formular suas hipóteses?
Há atualmente gente que duvida e publica sobre inconsistências da teoria evolutiva. Felizmente, é gente que passa muito longe dos argumentos ainda mais fracos do DI. Quer dizer, mesmo visto algumas controvérsias existentes na teoria da seleção natural, a DI NÃO é uma teoria substituta. Não dá nem pra dizer que os argumentos do DI são inconsistentes, pq na realidade não há nem argumentos. Não há compatibilidade com o que a DI quer colocar em discussão com o que é considerado como processo de seleção natural. O DI envereda seus “argumentos” de antítese a partir de uma interpretação superficial e equivocada do que é compreendido como seleção natural. Os comentários do Marco Polo são um emblema disso.
Diferente da boa vontade do Berlinck, eu não perco meu tempo. A dúvida não é só bem vinda, mas talvez mova a ciência, e ao contrário do que se pensa, há flexibilidade na ciência para se discutir QUALQUER tópico. Mas é bom que quem questione se fundamente apropriadamente na questão, senão fica feio.
É isso.