A evolução explica como todos os seres vivos, incluindo nós, surgiram. Seria fácil assumir que a evolução funciona adicionando continuamente recursos aos organismos, aumentando constantemente sua complexidade. Alguns peixes evoluíram pernas e caminharam para a terra. Alguns dinossauros desenvolveram asas e começaram a voar. Outros desenvolveram úteros e começaram a dar à luz a viver jovens.
No entanto, este é um dos mais predominantes e frustrantes equívocos sobre evolução. Muitos ramos bem-sucedidos da árvore da vida permaneceram simples, como bactérias, ou reduziram sua complexidade, como parasitas. E eles estão indo muito bem.
Em um artigo do estudo recente publicado na Nature Ecology and Evolution, comparamos os genomas completos de mais de 100 organismos (principalmente animais), para estudar como o reino animal evoluiu no nível genético. Nossos resultados mostram que as origens de grandes grupos de animais, como o que compreende seres humanos, estão ligadas não à adição de novos genes, mas a enormes perdas de genes.
O biólogo evolucionista Stephen Jay Gould foi um dos mais fortes oponentes de "a marcha do progresso”, A ideia de que a evolução sempre resulta em maior complexidade. Em seu livro Casa cheia (1996), Gould usa o modelo da caminhada dos bêbados. Um bêbado deixa um bar em uma estação de trem e desajeitadamente caminha para frente e para trás sobre a plataforma, balançando entre o bar e os trilhos do trem. Com tempo suficiente, o bêbado cairá nos trilhos e ficará preso lá.
A plataforma representa uma escala de complexidade, o pub sendo a menor complexidade e as faixas, o máximo. A vida surgiu saindo do pub, com a mínima complexidade possível. Às vezes, tropeça aleatoriamente em direção às faixas (evoluindo de uma maneira que aumenta a complexidade) e outras vezes em direção ao pub (reduzindo a complexidade).
Nenhuma opção é melhor que a outra. Ficar simples ou reduzir a complexidade pode ser melhor para a sobrevivência do que evoluir com maior complexidade, dependendo do ambiente.
Mas, em alguns casos, grupos de animais desenvolvem características complexas intrínsecas à maneira como seus corpos funcionam e não podem mais perder esses genes para se tornarem mais simples - ficam presos nos trilhos do trem. (Não há trens com que se preocupar nesta metáfora.) Por exemplo, organismos multicelulares raramente voltam a se tornar unicelulares.
Se focarmos apenas nos organismos presos nos trilhos do trem, teremos uma percepção tendenciosa da vida evoluindo em uma linha reta, do simples ao complexo, acreditando erroneamente que as formas de vida mais antigas são sempre simples e as mais novas são complexas. Mas o verdadeiro caminho para a complexidade é mais tortuoso.
Juntamente com Peter Holland, da Universidade de Oxford, analisamos como a complexidade genética evoluiu nos animais. Anteriormente, nós mostramos que a adição de novos genes foi fundamental para a evolução inicial do reino animal. A questão então tornou-se se era esse o caso durante a evolução posterior dos animais.
Estudando a árvore da vida
A maioria dos animais pode ser agrupada em principais linhagens evolutivas, galhos na árvore da vida, mostrando como os animais vivos hoje evoluíram de uma série de ancestrais compartilhados. Para responder à nossa pergunta, estudamos todas as linhagens de animais para as quais uma sequência do genoma estava disponível publicamente, e muitas linhagens não animais para compará-las.
Uma linhagem animal é a dos deuterostomos, que inclui seres humanos e outros vertebrados, bem como estrelas do mar ou ouriços do mar. Outro são os ecdysozoans, compreendendo os artrópodes (insetos, lagostas, aranhas, milípedes) e outros animais mudos, como as lombrigas. Vertebrados e insetos são considerados alguns dos animais mais complexos. Finalmente, temos uma linhagem, os lophotrochozoans, que inclui animais como moluscos (caracóis, por exemplo) ou anelídeos (minhocas), entre muitos outros.
Pegamos essa seleção diversificada de organismos e procuramos ver como eles estavam relacionados na árvore da vida e quais genes eles compartilhavam e não compartilhavam. Se um gene estava presente em um galho mais antigo da árvore e não em um mais jovem, inferimos que esse gene havia sido perdido. Se um gene não estava presente em galhos mais velhos, mas aparecia em um galho mais jovem, considerávamos um gene novo que havia sido ganho no galho mais jovem.
Um diagrama da árvore da vida mostrando o número variável de genes de diferentes grupos de animais. Triângulos laranja apontando para baixo indicam perdas de genes. Triângulos verdes apontando para cima indicam ganhos genéticos. Quanto maior o triângulo, maior a alteração. Jordi Papas, Autor fornecida
Os resultados mostraram um número sem precedentes de genes perdidos e ganhos, algo nunca visto antes em análises anteriores. Duas das principais linhagens, os deuterostomos (incluindo humanos) e os ecsozoários (incluindo insetos), apresentaram o maior número de perdas genéticas. Em contrapartida, os lophotrochozoans mostram um equilíbrio entre novidades e perdas de genes.
Nossos resultados confirmam a imagem dada por Stephen Jay Gould, mostrando que, no nível dos genes, a vida animal emergiu ao sair do pub e dar um grande salto em complexidade. Mas, após o entusiasmo inicial, algumas linhagens chegaram mais perto do pub, perdendo genes, enquanto outras chegaram à pista ao ganhar genes. Consideramos isso o resumo perfeito da evolução, uma escolha aleatória induzida por bebida entre a barra e a linha de trem. Ou, como o meme da internet diz: "vá para casa evolução, você está bêbado".
Sobre o autor
Jordi Paps, professor da Faculdade de Ciências Biológicas da Universidade de Bristol, Universidade de Bristol e Cristina Guijarro-Clarke, PhD Candidate in Evolution, Universidade de Essex
Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.
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