Estudo explica o avanço molecular da Evolução

por Kenneth Chang

Correção Anexada

Ao reconstruir genes antigos, de animais extintos há muito tempo, cientistas conseguiram demonstrar, pela primeira vez, a progressão passo-a-passo de como a evolução criou uma nova peça do maquinário molecular, reutilizando e modificando peças existentes.

Os pesquisadores dizem que as descobertas, publicadas hoje no jornal Science, oferecem um contra-argumento aos descrentes da evolução que questionam como pequenas mudanças poderiam produzir os mecanismos intrincados, encontrados em células vivas.

"A evolução da complexidade é uma questão há muito aceita na biologia evolucional", disse Joseph W. Thornton, professor de biologia da Universidade do Oregon e principal autor do documento. "Queríamos entender como esse sistema evoluiu, no nível molecular. Não há qualquer controvérsia científica sobre se esse sistema evoluiu. A questão, para os cientistas, é como ele evoluiu, e é isso que nosso estudo mostrou".

Charles Darwin escreveu em A Origem das Espécies: "Se for demonstrado que qualquer organismo complexo que já existiu não poderia ter sido formado por numerosas, sucessivas e leves modificações, minha teoria seria absolutamente quebrada".

Descobertas como essas anunciaram essa semana que um peixe com nadadeiras semelhantes à membros, preencheria as transições entre espécies. Novas técnicas de biologia molecular permitem aos cientistas começar a reconstruir como os processos dentro de uma célula evoluíram por milhões de anos.

Os experimentos do Dr. Thornton se concentraram em dois receptores de hormônios. Um é componente de sistemas de reação à estress. O outro, embora de formato semelhante, toma parte em processos biológicos diferentes, incluindo funções dos rins, em animais maiores.

Hormônios e receptores hormonais são moléculas de proteína que agem como pares de chaves e fechaduras. Hormônios se encaixam em receptores específicos, e esse encaixe envia um sinal para ligar ou desligar funções celulares. A combinação de hormônios e receptores levou a questão de como os pares de hormônios-e-receptores evoluíram, já que um sem o outro iria parecer inútil.

Os pesquisadores encontraram o equivalente moderno de receptores hormonais em lampréias e peixes-bruxa, duas das espécies sem mandíbula, sobreviventes. O time também encontrou dois equivalentes modernos do receptor em arraias, um tipo de peixe relacionado aos tubarões.

Após observar os genes que os produziam, e comparar as semelhanças e diferenças genéticas entre eles, os cientistas concluíram que todos descendem de um único gene comum, de 450 milhões de anos atrás, antes de os animais emergirem dos oceanos e virem para a terra firme, antes da evolução dos ossos.

O time recriou o receptor ancestral em laboratório e descobriu que ele poderia se fundir ao hormônio regulador do humor, à aldosterona e ao hormônio do estress, o cortisol.

Logo, descobriu-se que o receptor da aldosterona existia antes da aldosterona. A aldosterona é encontrada apenas em animais terrestres, que apareceram dezenas de milhões de anos mais tarde.

"[ O receptor ] possuía uma função diferente e foi explorado para fazer parte do novo sistema complexo, quando o hormônio entrou em cena", disse o Dr. Thornton.

O que aconteceu foi que um pequeno defeito produziu duas cópias do gene receptor no DNA animal, uma ocorrência incomum na evolução. Então, por razões não compreensíveis, duas mutações maiores tornaram um receptor sensível somente ao cortisol, levando à versão moderna do receptor hormonal do estress. O outro receptor tornou-se especializado em regulamentação do humor.

o Dr. Thornton disse que os experimentos mostraram como a evilução poderia ter inovado e inovou funções, ao longo do tempo. "Acho que é provável que este se torne um tema muito comum em como sistemas moleculares complexos evoluíram", disse ele.

Christoph Adami, um professor de ciências biológicas no Instituto de Graduação Keck, em Claremont, Califórnia, disse que a pesquisa mostrou como a evolução "utiliza a vantagem de circunstâncias favoráveis e progride sobre elas".

O Dr. Thornton disse que o experimento refuta a noção de "complexidade irredutível", proposta por Michael J. Behe, um professor de bioquímica da Universidade Leigh.

O Dr. Behe, que é um dos principais defensores do planejamento inteligente, a teoria de que a vida é tão complicada que a melhor explicação é a de que ela foi planejada por um ser inteligente, tem comparado um sistema complexo irredutível a uma ratoeira. Tire qualquer peça e a ratoeira falha em pegar o rato. Sistemas "tudo-ou-nada" como esses não poderiam ter surgido com modificações incrementais, argumentou o Dr. Behe.

O Dr. Thornton disse que o mecanismo chave-e-fechadura de um par de receptores-hormônios é "um exemplo elegante de um sistema que tem sido chamada de irredutivelmente complexo".

"É claro", ele acrescentou, "que nossas descobertas mostram que ele não é irredutivelmente complexo".

O Dr. Behe descreveu os resultados como "sem valor". Ele questionou quanto a se os receptores das mutações intermediárias seriam prejudiciais à sobrevivência dos organismos e disse que um par de receptores-hormônios com dois componentes é algo simples demais para ser considerado irredutivelmente complexo. Ele disse que um sistema como esse iria requerer ao menos três peças e realizar alguma função específica, para se encaixar em sua noção de irredutivelmente complexo.

O que o Dr. Thornton mostrou, disse o Dr. Behe, cai dentro de mudanças incrementais que ele permite que processos evolucionais possam causar.

"Mesmo que isso funcione, e eles não demonstraram que funciona", segundo o Dr. Behe, "Eu não teria problemas com isso. Isso não mostra realmente muito".

Correção: 11 de abril de 2006

Um artigo publicado na sexta-feira, sobre uma descoberta molecular que confirma um aspecto da teoria evolutiva referiu-se incorretamente a um tipo de molécula sob estudo. As moléculas que se encaixam nos receptores do sistema hormonal são esteróides, não proteínas.

Clique aqui para ler o artigo original.