Devolvendo a visão aos cegos, Mendel-style!

ResearchBlogging.orgA evolução dos peixes-cegos me fascinou desde o primeiro ano de faculdade. A história é a seguinte: sabe-se que populações de peixes de caverna ao redor de todo o mundo apresentam fenótipos (características morfológicas) similares que incluem redução ou ausência de aparato visual (A.K.A. eles são cegos) e perda da pigmentação da pele. Tais alterações não são uma simples consequência da ausência de luz nesses ambientes, como no caso do “bronzeado de escritório”. Esses animais são incapazes de produzir olhos e coloração “selvagem” (a cor vista em populações de superfície) mesmo na presença de luz, e tais ausências são transmitidas através das gerações. Ou seja, elas são genéticas.

Tal fenômeno – o de diversas populações de organismos apresentarem um fenótipo similar, geneticamente codificado, de forma independente uns dos outros – é chamado de “convergência”, e normalmente está associado ao processo de seleção natural. A idéia é simples: os organismos apresentam as mesmas características porque os ambientes no qual eles estão privilegiam tais características, e a seleção natural se encarrega em fixar tais alterações, produzindo o que chamamos de “convergência adaptativa”.

Porém, o xis da questão aqui é: como é que tais populações apresentam exatamente as mesmas mutações, nos mesmos genes, de forma a gerar tal convergência? Parece um absurdo propor que algo assim tenha surgido por processos aleatórios e, ao meus olhos de recém ingressado no curso de biologia, parecia uma grande dificuldade para a noção de uma evolução não-guiada materialista. Nesse ponto, então, discordo com a colocação do Giuliano (ver post anterior) de que a ideia de um designer inteligente operando “uma sequência correspondente de mutações que resultaria na redução do aparato visual” é ridícula. Na verdade, ela é bastante plausível, se imaginarmos que tais populações são, de fato, independentes. No mínimo, isso diminuiria em muito a plausibilidade de uma evolução puramente materialista como nós a entendemos. Porém as coisas não são exatamente tão simples assim, como pode ser visto no exemplo dos Tetras.

Astyanax mexicanus, ou o Tetra-cego, é um peixe muito interessante. Ele é natural do nordeste do México, e está distribuído em uma variedade de cavernas na região, assim como também apresentam populações na superfície. As populações de cavernas são extremamente modificadas, apresentando diferentes graus de redução de olhos (até completa ausência), enquanto as populações da superfície lembram peixes comuns.

Tetras da superfície (A) e de diferentes populações de cavernas (B-F).

O mais interessante dessa história toda é o fato de que todos esses peixes são da mesma espécie, o que significa que eles podem ser cruzados uns com os outros, possibilitando a realização de experimentos clássicos de genética. E de fato, muitos pesquisadores realizaram diversos experimentos, cruzando populações de caverna com populações da superfície, para ver o fenótipo, especificamente o tamanho dos olhos, das primeiras linhagens de cruzamento (chamadas de F1). Via de regra, quando uma população cega era cruzada com uma população de superfície, a linhagem F1 apresentava um tamanho de olho intermediário entre elas.

A primeira linhagem de cruzamento (F1) entre populações de caverna cegas e da
superfície geram indivíduos com olhos de tamanho intermediário

Até aqui nada de realmente excitante. Porém a diversão começa quando se começou a cruzar indivíduos cegos de cavernas diferentes entre si, especificamente de uma população cavernícula em especial, da caverna Molino, que eram peixes de caverna que apresentavam um olho apenas ligeiramente reduzidos. Diferente do que acontecia com o cruzamento com as populações da superfície, as F1 entre as populações de caverna e as de Molino não apresentavam olhos intermediários, mas sim olhos MAIORES QUE OS DE AMBAS POPULAÇÕES DE CAVERNAS. Não apenas eram maiores, como eram comparáveis aos das populações de superfície.

Tamanho do olho das populações de caverna de Piedras e Curva
e das F1 (primeira geração de filhos entre as populações) e F2 (segunda geração) 
entre essas populações e Molino. “B” indica “backcrosses”, cruzamentos para as 
populações originais.
Ou seja, ao cruzar populações com olhos reduzidos, é possível produzir um indivíduo com um olho maior que a de ambas. Como isso é possível? A explicação é bem simples, e remete basicamente à genética mendeliana.

Suponhamos que o tamanho de olhos sejam controlados por 4 genes dominantes (ou seja, a presença de apenas um alelo dominante já acarreta no efeito total no tamanho dos olhos). Lembrando que peixes são organismos diplóides (apresentam duas cópias de alelos para cada gene), e que alelos dominantes são grafados com letras maiúsculas e alelos recessivos são grafados com letras minúsculas. Consideramos ainda que o efeito de cada alelo dominante é de 0,5 mm no tamanho dos olhos, e que o genótipo de uma população de superfície é AABBCCDD, o de qualquer de peixes de caverna seria algo do tipo AAbbccDD, e que a população de Molino apresenta o genótipo AABBCCdd, então temos o seguinte:

Superfície-       AABBCCDD =2,0 mm
Caverna (C)-    AAbbccDD    =1,0 mm
Molino (M)-     AABBCCdd  =1,5 mm
F1 (CxM)-       AABbCcDd   =2,0 mm

A principal sacada disso é que, apesar dos peixes apresentarem convergência na sua morfologia, diferentes cavernas não passaram pelas mesmas mutações para atingir sua morfologia atual. Diferentes populações passaram por diferentes históricos de mutação, em diferentes genes, para apresentar a mesma morfologia.

Mas no que isso influencia a ideia de evolução teísta?

Bem, para que o Designer tivesse criado ambas populações de peixes cegos através dos processos naturais, ele teria feito isso através de mutações diferentes em diferentes populações sem o menor motivo aparente, visto que o mesmo regime de mutações seria eficiente para atingir o mesmo objetivo. Ou seja, o Deus interventor deveria intervir em uma população de uma forma e em outra população de um forma diferente, sem nenhum motivo aparente. Sobraria para o evolucionista teísta aceitar um deus caprichoso, ou simplesmente apelar para Seus “misteriosos caminhos”, ou alguma bobagem similar.

Claro, a maior parte dos evolucionistas teístas não são bobos. Muitos deles se afiliaram a essa ideia na tentativa de conciliação entre uma teologia específica e a teoria evolutiva, coisas que costumam ser prima facie contraditórias. Muitos deles também se preocupam com honestidade e coerência, então qualquer solução para o dilema do evolucionismo teísta não vai ser simples assim.

Da forma que vejo, uma boa solução para a questão do evolucionismo teísta seria propor um deus interventor que produziria uma evolução que não poderia ser empiricamente distinguível de uma evolução puramente materialista. Como fazer isso?

Vamos então ao último post.

WILKENS, H., & STRECKER, U. (2003). Convergent evolution of the cavefish Astyanax (Characidae, Teleostei): genetic evidence from reduced eye-size and pigmentation Biological Journal of the Linnean Society, 80 (4), 545-554 DOI: 10.1111/j.1095-8312.2003.00230.x

Wilkens, H. (2010). Genes, modules and the evolution of cave fish Heredity, 105 (5), 413-422 DOI: 10.1038/hdy.2009.184

Jeffery, W. (2003). To See or Not to See: Evolution of Eye Degeneration in Mexican Blind Cavefish Integrative and Comparative Biology, 43 (4), 531-541 DOI: 10.1093/icb/43.4.531

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