Evolução? Os genes dizem sim!

Quando pensamos na evolução das baleias, pensamos que o facto de as baleias serem mamíferos (as evidências preliminares) indica-nos que devemos encontrar mais evidências de que as baleias descendem de animais terrestres quadrúpedes. E essas evidências foram encontradas no genoma das próprias baleias e no seu desenvolvimento. Durante o mesmo, é observado o desenvolvimento de membros posteriores e de pêlos que depois são perdidos, á semelhança do que ocorre nos seres humanos, que evoluíram para terem menos pêlo do que os seus ancestrais.

E o que nos dizem os genes? Os genes contam-nos a mesma história que as observações durante o desenvolvimento.

Alguns dos genes conhecidos por serem utilizados em todos os mamíferos, para a formação de dentes eram os candidatos do costume: os produtos dos genes da ameloblastina, amelogenina e da enamelina são todos utilizados na formação do esmalte dos dentes, a estrutura mais dura do esqueleto dos vertebrados. Cientistas foram procurar esses genes em várias espécies de baleias sem dentes. Os resultados mostraram que todas as espécies estudadas tinham efectivamente estes três genes presentes como pseudogenes. Encontrar esses genes como pseudogenes em baleias sem dentes era exactamente o que a evolução previra, mas havia um problema: nenhumas das mutações que removeram as funções destes três genes foram compartilhadas entre as diferentes espécies, sugerindo que estes genes perderam a sua função de forma independente nas espécies estudadas. Este achado estava em desacordo com os dados do registo fóssil, o qual sugeria que os dentes foram perdidos apenas uma vez, e no início da linhagem que conduz a todas as baleias sem dentes modernos. Assim, os investigadores pareciam ter duas linhas de evidência que se contrariavam uma á outra. O registro fóssil sugere que a perda dos dentes ocorreu uma vez no ancestral comum de todas as baleias sem dentes, mas esses três genes parecem ter sido inactivados independentemente, várias vezes, o que sugere que a perda de dentes deveria acontecer mais tarde na evolução.

Uma explicação proposta para a aparente discrepância (entre várias propostas) era de prever que um quarto gene necessário para a formação do esmalte foi perdido no início da evolução dessas baleias. A perda de qualquer gene necessário para a formação do esmalte seria suficiente para impedir o processo como um todo. Neste caso, a perda deste quarto gene impediria a formação de esmalte dos dentes, embora as sequências genéticas dos outros três genes de esmalte ainda estaria intacto. Uma vez que a função esmalte estava perdido, mutações aleatórias nos genes do esmalte restantes poderia, então, acumular-se mais tarde na evolução depois da especiação neste grupo já estar em andamento. Para testar esta hipótese, o grupo de investigadores foi à caça de outros genes do esmalte em baleias sem dentes. E encontraram: um quarto gene, necessário para a produção de esmalte, e transformado com a mesma mutação em todas as baleias sem dentes modernos. O gene em causa foi destruído quando um elemento genético móvel (transposão SINE) se inseriu neste, dividindo-o em dois, tendo destruído a sua função.

O fato de que o mesmo a mesma mutação de inserção num local idêntico é encontrado em todas as espécies sem dentes modernas indica que esta mutação aconteceu uma vez num ancestral comum e, em seguida, foi herdada por todo o grupo.

E que mais nos dizem os genes das baleias? As baleias também têm um pseudogene para o factor XII da cascata de coagulação sanguínea, isto é uma versão do gene presente nos mamíferos terrestres. Isso está de acordo com o previsto pela evolução e demonstra que as baleias possuem um ancestral comum com outros mamíferos.

Referências:

- Semba U, Shibuya Y, Okabe H, Yamamoto T (1998) Whale Hageman factor (factor XII): prevented production due to pseudogene conversion. Thromb. Res. 90: 31– 37. (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9678675)

- Meredith, R.W., Gatesy, J., Cjeng, J., and Springer, M.S. (2011). Pseudogenization of the tooth gene enamelysin (MMP20) in the common ancestor of extant baleen whales. Proceedings of the Royal Society B: 278 (1708); 993 – 1002. (http://rspb.royalsocietypublishing.org/content/early/2010/09/16/rspb.2010.1280.full.pdf)