Declínio e queda das estruturas vestigiais

Prolegômeno: há exatos cinco anos eu supus, aqui no blog, que os ossos pélvicos dos cetáceos não são estruturas vestigiais, que eles deveriam ter alguma função. Curiosamente, ao que parece, a função foi recentemente descoberta.

 

cb2Elas estão entre os mais famosos exemplos de processos evolutivos, e estão invariavelmente listadas como uma das principais evidências da evolução biológica: as estruturas vestigiais. Porém, quanto mais eu penso sobre elas, quanto mais eu estudo o que elas de fato significam, mais eu me convenço que a importância das estruturas vestigiais tem sido bastante exagerada. Muito provavelmente, os principais exemplos de estruturas vestigiais — o apêndice vermiforme dos humanos e os ossos pélvicos dos cetáceos — não são sequer estruturas vestigiais. Em minha atual opinião, não apenas as estruturas vestigiais devem ser bastante raras de se encontrar como, talvez, sequer existam. É uma posição radical, eu sei, e tentar defendê-la é o fito desta breve postagem.

A questão toda irá orbitar ao redor de um conceito que eu já abordei várias vezes aqui no blog: a fossilização gênica. Como eu não pretendo obrigar você, leitor, a clicar nos links para depois retornar, deixe-me explicar brevemente o que é a fossilização gênica:

Um gene funcional, “correto”, é uma sequência nucleotídica bastante específica, entre bilhões e bilhões de sequências nucleotídicas possíveis. Se considerarmos a questão de um ponto de vista matemático, estatístico e físico, ou seja, se considerarmos a entropia, vamos compreender que alterações ao acaso num gene funcional normalmente tornam esse gene não funcional, enquanto o contrário é praticamente impossível de acontecer. Dessa maneira, a integridade de um gene funcional é constantemente mantida pela seleção: mutações são comuns e variantes não funcionais surgem o tempo todo, e essas variantes ­— por ter um menor ajustamento ou aptidão — são constantemente varridas da população.

E o que acontece quando uma proteína não é mais necessária? A seleção para de eliminar as mutações, os variantes rapidamente se acumulam na população e, considerando a noção (estatística) básica de entropia, o gene funcional rapidamente desaparece. É isso o que chamamos de fossilização gênica.

Aquilo que acontece com um único gene deve acontecer mais rapidamente ainda quando se considera uma estrutura completa (morfológica, fisiológica ou comportamental, pois uma estrutura depende de dezenas ou centenas de genes funcionais integrados). A ideia básica é que, se uma estrutura não é mais necessária, os genes que participam de sua elaboração (supondo que esses genes possuam apenas essa função e nenhuma outra) rapidamente acumularão mutações, fossilizarão, e a estrutura desaparecerá. Tudo isso num intervalo de tempo bem mais curto do que o público leigo, pouco familiarizado com a genética de populações, julga necessário.

Bem, com o conceito de fossilização gênica em mente, vamos voltar aos nossos dois exemplos clássicos de estruturas vestigiais: o apêndice vermiforme em humanos e os ossos pélvicos em cetáceos.

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O apêndice vermiforme humano (fonte: Gray’s Anatomy).

O apêndice vermiforme é, de longe, o mais famoso exemplo de estrutura vestigial: você pode encontrá-lo em virtualmente todo livro texto de biologia sobre evolução. A explicação mais comum, que remonta a Darwin, é que o apêndice participava da digestão de celulose, mas que na nossa linhagem evolutiva, sem sua função prévia, regrediu até o ponto no qual se encontra atualmente. Mas vamos nos perguntar: e por que não continuou regredindo, por que não desapareceu completamente? Se, nesse mesmo intervalo, mudanças morfológicas bem mais drásticas ocorreram, porque o apêndice vermiforme chegou ao tamanhozinho atual e parou por aí? Mais ainda, porque todos os humanos apresentam o apêndice vermiforme (quase) do mesmo tamanho e morfologia?

A explicação é simples: o apêndice vermiforme não é uma estrutura vestigial. Ele têm função,e não só uma, mas várias: além de ser uma estrutura na qual certos glóbulos brancos são maturados, o apêndice vermiforme é um importante reservatório para a microbiota intestinal, que pode reflorestar rapidamente o trato digestivo após uma infecção, por exemplo. Além disso, análises filogenéticas sugerem que o apêndice vermiforme surgiu pelo menos  trinta e duas vezes (e desapareceu outras tantas) ao longo da evolução dos mamíferos. Trata-se claramente de uma adaptação, e não de uma estrutura vestigial.

E quanto aos ossos pélvicos dos cetáceos?

Bem, eu já havia escrito sobre isso anteriormente, aqui no blog. Pelas mesmas razões que eu expus acima, os ossos pélvicos de cetáceos como a baleia franca não deveriam ser estruturas vestigiais: por que eles não desapareceram completamente? Por que eles são praticamente iguais entre os membros da população? Na época, eu não fazia ideia da função que esses pequenos ossinhos poderiam desempenhar, como você pode ler no referido post. Porém, semana passada, estava lendo o blog do Carl Zimmer (The Loom), quando, para minha surpresa, me deparei com o que pode ser a função desses ossos: sexo. Segundo uma proposta atual, os ossos pélvicos estão conectados a músculos associados aos órgãos sexuais. Os “quadris” dos cetáceos podem ter perdido a função de andar, mas não perderam a sua função relacionada ao acasalamento. Por essa razão esses ossos ainda persistem, e não desapareceram completamente.

Dois dos principais exemplos de estruturas vestigiais são, claramente, estruturas com função. É por isso que, cada vez mais, eu me convenço que estruturas vestigiais devem ser bastante raras ou, até mesmo, praticamente impossíveis de serem encontradas. Tenha em mente que, ao contrário do meu livro, onde todas as explicações e definições são adequadamente embasadas com referências bibliográficas, isso aqui é um blog, onde eu me dou ao direito de divagar, de supor, de imaginar (aliás, o selo conjectural blogging lá em cima já indica isso). Isso tendo sido dito, eis o que eu penso atualmente sobre estruturas vestigiais:

  1. Estruturas vestigiais devem ser bastante difíceis de serem encontradas, uma vez que, se uma determinada estrutura não desempenha mais sua função, os genes que a mantinham rapidamente fossilizam.
  2. Estruturas vestigiais devem ter uma alta variação morfológica em uma dada população, uma vez que, se o processo de fossilização genética depende do acaso, ele não deve ocorrer da mesma maneira ou da mesma velocidade entre os diferentes membros de uma população.

Evidências do processo evolutivo existem aos milhões: si monumentum requiris, circumspice. O apêndice vermiforme dos humanos e os ossos pélvicos dos cetáceos são uma dessas evidências — assim como os olhos, o fígado, o cerebelo ou os rins. Ou seja, tudo é evidência de um processo evolutivo, e pode ser evolutivamente explicado. Porém, vestigiais essas estruturas provavelmente não são.

O azul é a cor mais quente

Já faz mais de um mês desde minha última postagem. Não posso dar atenção ao blog, uma vez que se trata de um hobby não remunerado, adequado para quem está com a vida ganha — o que não é, definitivamente, o meu caso atualmente. Mas, como eu sempre me guiei pela máxima “blog parado é blog morto”, é fundamental que eu escreva alguma coisa, qualquer coisa, nem que seja uma breve nota como essa que segue, cuja ideia acabei de ter no banheiro (não no vaso sanitário, berçário não creditado de ideias, mas na pia, lavando as mãos). Continuar lendo

Genes e alelos

Eu já fui bem mais intransigente quanto às mudanças da língua: acreditava que a maneira correta de escrever determinada palavra ou sentença era aquela e somente aquela, e que toda variante deveria ser eliminada. Eu era o que poderíamos chamar de language maven. Devo minha mudança de atitude às pacientes preleções da minha mulher e à indulgência trazida pela idade. Hoje aceito que a língua tem suas vicissitudes e que se todos passarmos a falar “nós vai estudar”, com o tempo “nós vai estudar” será o correto. Aliás, isso já aconteceu: por que o português, ao contrário do grego e do latim, usa a terceira pessoa no lugar da segunda (“você é feliz”) e no lugar da primeira (“a gente é feliz”)? Continuar lendo

Diferenças

Um bom biólogo evolutivo deve ser capaz de explicar adequadamente, para uma pessoa leiga, que certos conceitos e ideias que ela toma como claros e sólidos são, para os familiarizados com a ciência, toscos e absurdos. Algumas das perguntas mais comuns que ouvimos são tão incoerentes que sequer têm resposta, como, por exemplo, “quem é mais evoluído, A ou B?”. Perguntar isso é como perguntar quanto é oito dividido por zero. Uma bobagem como essa não tem resposta e não se deve tentar respondê-la, pois isso seria dar crédito à pergunta e, por fim, validá-la. Ao contrário, deve-se explicar para o interlocutor que não há divisão por zero, e que não há sequência evolutiva de entidades atualmente existentes. Continuar lendo

Afinal, o que é um macaco?

Prolegômeno: Quem me conhece e acompanha o blog sabe que eu costumo criticar os grupos parafiléticos. Ao contrário de alguns estudiosos, eu penso que grupos parafiléticos deveriam ser, quase todos eles, eliminados. Nunca pensei que eu defenderia o uso de um grupo parafilético. Pois bem, é chegado o momento.

Eu não tenho TV e, ultimamente, tenho acompanhado muito negligentemente os sites de notícias (além de praticamente não ter mais entrado no Facebook). Por isso, estava completamente por fora dessa história de futebol, racismo, bananas, macacos e da hashtag SomosTodosMacacos. Agradeço à minha mulher, que consultei logo após um seguidor do meu Tumblr ter perguntado a minha opinião a respeito, por ter me posto a par de toda a história. Bem, quero adiantar que, se você chegou até aqui através de um mecanismo de busca (a.k.a. Google), eu não vou falar sobre racismo, nem sobre a situação do racismo nos estádios, nem sobre a copa do mundo, nem sobre questão social alguma. Fique à vontade para sair desta página. Este é um blog sobre evolução e biologia evolutiva, e o que eu quero discutir é outra coisa: afinal, o que é um macaco? Continuar lendo

Mais especulações: zebras e moscas

Este curto artigo é um retorno, quase uma nota de rodapé, a dois posts anteriores (que podem ser lidos aqui e aqui), nos quais eu tratei de um tema que me parece importante: o caráter especulativo das explicações acerca de um processo seletivo. Continuar lendo

Entre dois mundos

Recentemente um colega veio, pela internet, pedir a minha opinião a respeito de uma questão de vestibular. Segundo ele, os professores estavam se digladiando, alguns a favor do gabarito oficial, outros contra. Quando ele me mandou a questão reconheci-a imediatamente. Eu já havia visto a questão, e já sabia que ela possuía duas opções corretas (coisa que, dependendo do concurso, faz com que a questão seja anulada). Dei minha opinião, com a qual ele concordou, mas me disse que a polêmica continuava. Felizmente, estou a três mil quilômetros dessa briga… Continuar lendo