2013-04-18

Subject: Descodificado genoma de fóssil vivo

 

Descodificado genoma de fóssil vivo

 

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@ Nature/Laurent Ballesta/andromede Oceanologie

O pescador sul-africano que capturou um animal azul com aspecto pré-histórico com as suas redes em 1938 fisgou inadvertidamente uma das maiores descobertas zoológicas do século: um celacanto com 1,5 metros, um peixe que se pensava estar extinto desde há 70 milhões de anos.

Desde então, os cientistas identificaram duas espécies de celacantos, uma africana e outra indonésia. Com as suas barbatanas lobadas e carnudas, completas com ossos e articulações, e caudas arredondadas como remos, eles assemelham-se espantosamente aos celacantos que viveram durante o período Cretácico, quando os dinossauros ainda caminhavam pela Terra.

Agora, uma equipa internacional de cientistas sequenciou e analisou o genoma do celacanto africano Latimeria chalumnae e as suas descobertas podem ser encontradas na última edição da revista Nature.

Tal como os peixes pulmonados, a outra linhagem sobrevivente de peixes de barbatanas lobadas, os celacantos são actualmente mais aparentados com o Homem e outros mamíferos que com peixes com barbatanas de raios, como o atum ou a truta.

As antigas barbatanas lobadas e os seus portadores foram os primeiros vertebrados a colonizar a terra e o espera-se que o genoma do celacanto revele muito sobre a origem dos tetrápodes, a linha evolutiva que originou anfíbios, répteis, aves e mamíferos, diz o autor principal do trabalho Chris Amemiya, biólogo na Universidade de Washington em Seattle: “O celacanto é uma pedra basilar na nossa tentativa de compreender a evolução dos tetrápodes."

Terminando uma discussão há muito em curso, a análise do genoma do celacanto revela claramente que este animal não é o parente peixe mais próximo dos tetrápodes, diz Amemiya: essa honra pertence ao peixe pulmonado. No entanto, acrescenta ele, o genoma do peixe pulmonado não deve ser sequenciado em breve pois é muito maior e mais complexo que o do celacanto.

Apesar dos celacantos serem frequentemente apelidados de fósseis vivos, estes peixes não ficaram realmente parados no tempo, refere a co-autora Kerstin Lindblad-Toh, genomicista comparativa na Universidade de Uppsala na Suécia. A comparação de genes codificantes em celacantos com os dos peixes cartilaginosos mostra que os celacantos têm vindo a acumular regularmente alterações no seu DNA.

Ainda assim, a taxa de alteração tem sido espantosamente baixa. A última análise mostra que os genes dos celacantos modernos podem eles próprios ser considerados fósseis vivos, diz James Noonan, geneticista na Universidade de Yale em New Haven, Connecticut.

Os cientistas já tinham pistas sobre a lenta evolução do celacanto. Num estudo de 2012, investigadores japoneses e tanzanianos compararam o DNA dos celacantos africanos e indonésios, especificamente os seus genes HOX, que conduzem o desenvolvimento embrionário. Apesar de as duas espécies se terem separado, por uma estimativa, há cerca de 6 milhões de anos, os seus genes são espantosamente semelhantes. No caso destes genes em particular, a diferença entre as duas espécies de celacanto eram 11 vezes menor que entre os genes HOX do Homem e do chimpanzé, duas espécies que se separaram há 6 a 8 milhões de anos.

 

É impossível ter a certeza mas a baixa taxa de evolução do celacanto pode ser devida à falta de pressões selectivas, diz Lindblad-Toh. Os celacantos modernos, tal como os seus ancestrais, “vivem a grande profundidade no oceano, onde a vida é bastante estável", diz ela. “Podemos colocar a hipótese de que não tenha havida razões para mudar", o que também pode explicar porque os peixes mostram tanta semelhança com os seus ancestrais fossilizados.

A análise mostrou que nem todas as partes do genoma do celacanto são lentas a evoluir. O genoma tem grande número de transposões, segmentos do genoma com um importante papel na regulação dos genes, que se têm deslocado pelo genoma a passo relativamente rápido. O DNA não codificante pode ser uma fonte significativa de alterações evolutivas, diz Lindblad-Toh mas Amemiya acrescenta que, para já, o papel do DNA não codificante na especiação é "especulativo" e o seu significado na evolução do celacanto pouco claro.

Tal como seria de esperar, o genoma contém pistas para as alterações genéticas por trás da transição de barbatana lobada para membro tetrápode, diz Amemiya. Por exemplo, a análise descobriu que os celacantos e os tetrápodes partilham uma sequência de genes reguladores que promove o desenvolvimento dos membros. 

Mas outras descobertas foram uma completa surpresa. O peixe é o primeiro vertebrado que se sabe não conter genes que codifiquem a imunoglobulina M, uma proteína do sistema imunitário praticamente universal. Em vez dele, tem dois genes para uma proteína imunitária remotamente aparentada.

Uma análise mais detalhada e outros estudos do genoma certamente irão revelar muito mais sobre o nosso passado distante, acrescenta Noonan. “Vai permitir-nos identificar os condutores genéticos da evolução dos tetrápodes, os genes e elementos reguladores que são responsáveis pela transição dos vertebrados para terra.”

 

 

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