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.

Gray536

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.

5 comentários sobre “Declínio e queda das estruturas vestigiais

  1. Parabéns Gerardo,

    Excelente blog que vem me auxiliando na fixação de conceitos em evolução.

    Após ler esta postagem me veio em mente o cóccix humano que é considerado um vestígio da cauda de nossos ancestrais. Gostaria, se possível, que fizesse alguns apontamentos sobre a função desta estrutura, caso tenha.

    • Exatamente, caro Alexsander, o cóccix humano é CONSIDERADO um vestígio de cauda.. Mas, na verdade, longe disso, ela é funcional e essencial:

      “The ligaments that hold the coccyx in place attach to the sacrum (the base of
      the spine) and become part of the membranes that go all the way up the spine
      to the base of the head. The muscles that attach to the coccyx also connect to
      the muscles that control the anus and vagina or base of the penis. Because of
      these attachments, it is not unusual to have pain with urination, moving your
      bowels or during sex. The coccyx is also one of the areas the Gluteus Maximus
      attaches. This big muscle defines your buttocks and allows you to walk.” http://www.coccyx.org/medabs/rampil.pdf

      Essa lista de cerca de 180 orgãos “vestigiais” que proponentes da evolução se apegam com tamanho afinco foi publicada pela 1ª vez por Robert Wiedersheim em 1893! ou seja, é uma ultrapassadíssima referência… (Wiedersheim, R., The Structure of Man: An Index to His Past History, Second Edition, 1895.)

      A ciência já progrediu absurdamente desde então, portanto, vamos nos atualizar, pelo bem do conhecimento imparcial e correto?!?

  2. Parabéns Gerardo,

    Sou professor de biologia e atuo no ensino médio. Suas postagens são esclarecedoras e me ajudam a lapidar as informações que passo aos meus alunos.

    Obrigado

  3. Pingback: Declínio e queda das estruturas vestigiais | Biólogo31

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