Estrutura vestigial

Durante a evolução algumas estruturas podem perder ou modificar a sua funcionalidade não exercendo mais a sua principal função anterior. Elas se tornam estruturas vestigiais, frequentemente chamadas órgãos vestigiais, embora muitas delas não sejam realmente órgãos. Apesar de terem perdido ou diminuído sua função muitas vezes é possível reconhecer seu papel em outras espécies ancestrais ou relacionadas por derivação de ancestral comum.

Histórico

Há muito tempo as estruturas vestigiais vem sendo observadas pela humanidade, e a razão para sua existência foi bem especulada. No século IV aC, Aristóteles foi um dos primeiros a comentar a respeito dessas estruturas, em seu livro "História dos Animais", sobre olhos vestigiais em alguns organismos. Mas um estudo sério sobre o assunto só foi iniciado nos últimos séculos, em 1798, Étienne Geoffroy Saint-Hilaire observou as estruturas vestigiais. Jean-Baptiste Lamarck, também dissertou sobre essas estruturas, nomeando um número de estruturas vestigiais em seu livro "Philosophie Zoologique", 1809. Charles Darwin já estava familiarizado com o conceito de estruturas vestigiais, embora o termo para eles ainda não existisse. Ele listou uma série deles em "The Descent of Man", incluindo diversas estruturas, como os músculos da orelha, os dentes do siso, o apêndice, o osso do cóccix, os pelos do corpo, e a dobra semilunar no canto do olho. Darwin também notou que uma estrutura vestigial pode ser inútil para a sua função primária, mas ainda mantêm papéis anatômicos secundários. No livro "A origem das espécies", Darwin aborda a origem de órgãos rudimentares e em sua dissertação faz a analogia a seguir:

“ Os órgãos vestigiais podem ser comparados com as letras mortas conservadas na grafia de algumas palavras e que não são pronunciadas na fala,servindo apenas como uma chave para o descobrimento de sua origem. ”

O anatomista alemão chamado Robert Wiedersheim foi o primeiro a reunir uma lista de estruturas vestigiais, durante sua vida acadêmica, tornou-se um especialista em anatomia comparada publicando uma série de livros-textos. As obras de Darwin foram uma grande influencia para o seu trabalho. Ele catalogou em uma lista 86 órgãos considerados vestigiais, cujas funções nos organismos que se localizavam atualmente eram desconhecidas, essa lista foi publicada em seu livro "The Structure of Man an Index to his past History" em 1983. Sua lista possuíam várias estruturas que atualmente se conhecem suas funções sendo consideradas essenciais, pelo avanço da ciência, mas os criacionistas utilizam alguns desses exemplos errôneos de Wiedersheim como argumento contra a evolução a favor da teoria criacionista. Versões posteriores da lista Wiedersheim foram expandidos para até 180 "órgãos vestigiais" humanos.

Conceito

É importante ressaltar que vestigial não significa que o órgão ou estrutura não tem função, pode-se sim ter alguma nova função, mas com vestígios de uma função antiga presente em algum outro ser vivo com um grau de parentesco. O processo de adaptação é a causa de um órgão perder ou mudar a sua função, ganhando um novo recurso, ou perdendo a função ancestral, dirigida pela deriva genética e/ou pela seleção natural, ocorrendo modificações graduais de estruturas já existentes.

As estruturas vestigiais são classificadas como homólogas quando comparadas uma espécie à outra, cujo desenvolvimento tem a mesma origem embrionária, porém em diferentes espécies perderam a sua função ou desenvolveram uma nova função de menor importância, podem ser órgãos, DNA sem função “junk DNA”, ou outro tipo de estrutura no organismo do ser vivo, até mesmo refletindo um "comportamento vestigial". Mesmo que o "vestígio" apareça no desenvolvimento embrionário, a mesma pode desaparecer durante essa fase e não se apresentar na vida adulta.

Algumas podem até ter alguma utilidade limitada a um organismo, mas podem degenerar ao longo do tempo. O ponto principal não é que eles não possuam nenhuma utilidade, mas que eles não conferem uma vantagem significativa o suficiente em termos de aptidão para o indivíduo. É complicado afirmar que uma estrutura vestigial é prejudicial ou não ao organismo a longo prazo, pois o futuro da evolução não é previsível, o que não tem qualquer utilidade no presente pode se desenvolver em algo útil no futuro. As estruturas vestigiais são uma assinatura da evolução, uma evidência de que a evolução existe, e a história dessa evolução está escrita em todo o corpo dos seres vivos. Para melhor esclarecimento de como essas estruturas podem ser encontradas em diversos organismos, inclusive nos seres humanos, segue-se alguns exemplos:

Asas vestigiais

Avestruz, ave não voadora que possui asas vestigiais

O avestruz, as emas e outras aves não voadoras possuem asas presentes, porém muito pequenas para exercer a função de voar, que é a principal função dessa estrutura, tendo ainda certa funcionalidade no equilíbrio, na direção durante a corrida, exibições sexuais e social, mas para o voo ela é inutilizada. O pinguim também possui asas que não tem a finalidade do voo, desenvolveram a habilidade do nado com essas asas, tendo uma nova função substancial. Mas claramente ambos os exemplos descenderam de ancestrais que usavam as asas para voar.

Um exemplo dos insetos são as formigas, que perderam as suas asas, mas não a capacidade de desenvolvê-las. Somente as formigas rainhas e os machos possuem as asas, mas as formigas operárias não possuem, provavelmente porque sua vida no subsolo tornou desnecessária essa estrutura.

Olhos vestigiais

Vários animais que vivem em ambientes escuros, como cavernas ou no subsolo, tiveram a perda ou a redução dos olhos, já que não se apresentava necessário tê-los nessas condições do ambiente. A explicação para tal perda seria que, quando um gene ligado à visão sofre alguma mutação negativa que o faz perder parte da funcionalidade em animais que necessitam desse sentido para sobreviver, a seleção natural se encarrega de remover essa mutação imediatamente; porém se o ambiente em que esse animal vive não depende da visão, é escuro, e esse sentido torna-se inútil, então acumulam-se várias mutações negativas que não são removidas, a funcionalidade se perde, e acaba por sobrar apenas um vestígio do que foram olhos.

A cecília ou cobra-cega, espécie de anfíbio com hábitos escavadores, por exemplo, apresenta olhos vestigiais, uma vez que não são necessários no ambiente em que esse animal habita. O mesmo ocorre com certos peixes cavernícolas e algumas espécies de salamandra.

Ossos vestigiais

As cobras possuem vestígios de apêndices, mas não possuem pernas, ao dissecar e examinar com atenção a estrutura interna desse animal, encontram-se pequenos ossos semelhantes aos da bacia e das pernas de animais que possuem apêndices, esse vestígio de bacia não está nem ao menos ligadas à estrutura vertebral,como em sua evolução ocorreu a perda desses apêndices, externamente não são evidentes, mas internamente retiveram a estrutura óssea que era encontrada em seus ancestrais. Além disso, na maioria das cobras o pulmão esquerdo é muito reduzido ou ausente. Alguns lagartos "sem patas" carregam vestígios de patas rudimentares dentro da pele, indetectável do lado de fora. As baleias são um clássico exemplo da presença de ossos de quadril, sem nenhuma função, proveniente de sua descendência de um mamífero terrestre.

Nervo laríngeo

O nervo laríngeo é um nervo craniano que parte diretamente do cérebro e não da medula, como é mais comum, sendo uma ramificação do nervo “vago”, que tem este nome porque ele “vagueia” pelo corpo e é utilizado em diversas funções. Um de seus ramos parte de cada lado do pescoço e se dirige à laringe. Uma parte chega à laringe diretamente, mas outra parte chega a ela por um caminho bem longo, ele se dirige para “baixo”, para dentro do tórax, caminha até o coração, dá a volta em uma de suas artérias e volta para cima, até atingir a laringe. Esse caminho diferente desse nervo explica-se somente à luz da evolução, nos peixes o nervo vago em direção as guelras, passando por sobre a aorta ventral, mas conforme as modificações, sempre mínimas e graduais, ocorriam com a evolução, a posição relativa dessas partes do plano corporal mudava, o coração migrava, suas artérias se posicionavam em novo espaço e o nervo vago, devido a sua disposição inicial, precisava ficar um pouco mais longo para contornar a aorta. O caminho foi ficando um pouco mais longo em anfíbios, mais longo em répteis e bastante longo em humanos, sendo necessário nos humanos que o nervo laríngeo dê uma grande volta para chegar a um ponto que está a apenas 3 ou 4 centímetros de sua origem craniana. O exemplo mais bizarro seria o da girafa, como sua a aorta se encontra no tórax, e o tórax encontra-se muito distante do crânio, o nervo laríngeo “caminha” 4,5 metros em uma girafa adulta, quatro metros e meio, para chegar a uma posição a centímetros da origem do nervo.

Olhos dos vertebrados

Uma das estruturas dos olhos que são imperfeitas devido aos vestígios da evolução seria a retina, a mesma se encontra de trás para frente, suas fotocélulas estão apontadas para trás, lado oposto da cena a ser observada, os nervos que ligam essas fotocélulas ao cérebro percorrem toda a superfície da retina, e com isso os raios luminosos precisam atravessar um tapete de fios reunidos em massa antes de atingir as fotocélulas, esses nervos tem que atravessar a retina e voltar ao cérebro para levar as informações, todos esses nervos passam por uma única abertura, chamada de ponto cego, pois realmente é um ponto cego em nossa visão, ou seja, no decorrer do inicio da evolução dos vertebrados, ocorreu essa inversão e a seleção natural tratou de contorná-la para a visão não ser prejudicada.

Pseudogenes

É uma região de uma molécula de DNA que fortemente se assemelha à sequencia de um gene conhecido, mas difere do mesmo em um ponto crucial, e provavelmente não exerce função nenhuma, foram “desligados” ao longo da historia evolucionista de um grupo de seres vivos, onde em outros grupos eram genes funcionais e foram danificados, mudados, provavelmente por acúmulo de mutações e perderam sua função. A origem desse pseudogene podem ser variadas como por exemplo em eventos de duplicação gênica ou por transcriptase reversa de um mRNA processado em DNA.

Estruturas vestigiais em seres humanos

No decorrer das interpretações acerca do que é uma estrutura vestigial houve muita discussão sobre quais seriam realmente os vestígios no corpo humano - praticamente todos os órgãos endócrinos e linfáticos já foram considerados um dia vestigiais, sendo que aproximadamente 180 órgãos já foram considerados vestigiais, depois da 1º lista de Wiedersheim, e até mesmo órgãos extremamente importantes como a glândula paratireoide eram considerados como vestígios a principal razão dessa colocação seria de que as funções dessas estruturas ainda não eram compreendidas. Com a evolução da ciência pode-ser distinguir aquele órgão que realmente não possui uma função importante, que pode ser considerada como vestigial.

Cóccix

É um clássico exemplo de estrutura vestigial em humanos, é um pequeno osso que termina a coluna vertebral na parte inferior, sendo um vestígio da cauda dos ancestrais do homem. A coluna vertebral é formada quase sempre por 33 e eventualmente 32 ou 34 vértebras que são ligadas por articulações, tendo um início e um fim, e nessa parte terminal é onde se localiza o cóccix, o vestígio de um "rabo". Sua função original seria na assistência no equilíbrio e na mobilidade do ser, embora ainda serve algumas funções secundárias, como sendo um ponto de fixação para os músculos, nele se inserem vários músculos pélvicos, formando o diafragma pélvico, que mantém fixos muitos órgãos na cavidade abdominal nos seres humanos, o que explica por que razão não foi totalmente degradado. Todos os mamíferos têm uma cauda em um ponto durante seu desenvolvimento; em seres humanos, está presente por um período de quatro semanas, durante os estágios 14-22 da embriogênese humana. Essa cauda é mais proeminente em embriões humanos 31-35 dias de idade. Já ocorreram casos de bêbes humanos nascerem com tipo de cauda curta, resultado de um defeito na estrutura.

Apêndice vermiforme

Localização do apêndice vermiforme na espécie humana.

É um órgão vestigial, proveniente do ceco, um órgão com função de digerir a celulose herdado pelos humanos de ancestrais herbívoros. Existem órgãos análogos em outros animais semelhantes aos seres humanos que continuam a desempenhar essa função, enquanto que por outro lado em animais carnívoros esse órgão diminuiu de forma semelhante a apêndices. A função do apêndice no ser humano pode ser proteção contra infecções por bactérias simbióticas que ajudam na digestão. Uma hipótese para o seu tamanho, seria que a seleção natural seleciona tamanhos menores, pois apêndices maiores seriam mais suscetíveis à infecções.

Pelos corporais

Temos músculos ligados aos nossos folículos pilosos que se contraem, fazendo nossos pelos corporais se arrepiarem quando estamos com frio ou medo. Por isso se fôssemos peludos, como os chimpanzés, a contração desses músculos fariam com que a superfície da nossa pelagem fosse aumentada, mantendo-nos aquecidos, ou tornando-nos aparentemente maiores e mais ameaçadores aos inimigos. Porém não somos peludos, por isso ficamos apenas com a pele arrepiada, o que indica que os humanos vieram de ancestrais mais peludos.

Dentes do siso

São os terceiros molares vestigiais que os ancestrais humanos utilizavam para ajudar na trituração do tecido vegetal. Os crânios de ancestrais humanos tinham mandíbulas maiores, com mais dentes, que foram provavelmente usados para ajudar a mastigar folhas, que possuem uma rígida parede celular. Como houve uma mudança na dieta humana, as mandíbulas diminuíram pela seleção natural, mas os terceiros molares, ou "dentes do siso", ainda podem se desenvolver na boca humana, sendo que atualmente, os dentes do siso tornaram-se inúteis e até prejudiciais, onde muitas vezes é necessária sua remoção cirurgicamente.

Musculatura das orelhas

Em muitos macacos, as orelhas possuem os músculos muito mais desenvolvidos do que os dos seres humanos e, portanto, têm a capacidade de mover os seus ouvidos para ouvir melhor as ameaças em potencial. Porém nos nos seres humanos, entre outros primatas, como o orangotango e o chimpanzé, possuem músculos da orelha que são pouquíssimo desenvolvidos e não funcionais, mas ainda grande o suficiente para ser identificável. Sendo assim, um músculo ligado ao ouvido que não pode mover a orelha, por qualquer motivo, não pode mais ser dito para ter alguma função biológica. Alguns humanos são capazes de mover seus ouvidos em várias direções, e pode ser possível para os outros para ganhar tal movimento por ensaios repetidos. Essa incapacidade de mover o ouvido nos primatas é compensada principalmente pela capacidade de virar a cabeça em um plano horizontal, uma habilidade que não é comum à maioria dos macacos, não sendo necessário esse movimento. A estrutura externa da orelha também mostra algumas características vestigiais, como o nó ou ponto na hélice da orelha conhecida como tubérculo de Darwin que é encontrado em cerca de 10% da população.

Cromossomo 6

As características vestigiais também podem surgir a nível molecular, e há uma no cromossomo 6 humano. É uma sequência de DNA que se assemelha ao gene codificador da enzima CMAH (hidroxilase do ácido CMP-N-acetilneuramínico), mas no humano essa sequência tem uma deleção de 92 pares de bases. A maioria dos mamíferos, inclusive os primatas, como o chimpanzé, produzem essa enzima em abundância, que converte um açúcar ácido de uma forma para outra na superfície das células, por isso temos uma composição bioquímica diferente em nossas membranas celulares. Com isso, esse é um gene não funcional, e se torna difícil conciliar com a crença de que os humanos foram criados em sua forma atual, sendo a presença desse cromossomo uma forte evidência de que os humanos descenderam com modificações de ancestrais que produziam a CMAH.

Design inteligente

O "design inteligente" é uma defesa às chamadas evidências de "sinais de inteligência" na criação dos seres vivos, onde alega-se que todos os seres vivos são tão "perfeitos" que somente poderiam existir através das mãos de um Criador. Os defensores do design inteligente argumentam que os sistemas vivos apresentam uma grande complexidade, onde eles podem inferir que algumas características de um ser só poderiam existir se tivessem sido projetados. Argumentos a favor do design inteligente evitam identificar o agente, quem seria esse "criador", mas não há afirmação direta que Deus seja o criador, porém as alegações afirmam situações onde somente um deus realmente poderia intervir nesse caso de criação.

O objetivo não é explicar o que é design inteligente, e sim em mostrar que tais defesas podem ser refutadas facilmente ao se entender sobre as estruturas vestigiais, entre outros argumentos a favor do fato que é a evolução, pois a evolução não é apenas uma teoria, é considerado um fato, é provado e nítido seus acontecimentos.

Os órgãos vestigiais são apenas mais uma das evidências da evolução. No decorrer do processo evolutivo mudanças em seres vivos, dirigidas pela seleção natural, dão origem à novas espécies, porém algumas características das espécies ancestrais, como sistemas e estruturas, permanecem com características parecidas, ou acabam se modificando, e se não necessários mais ao ser no ambiente que o mesmo habita, essa estrutura pode diminuir, mudar de função, entre outros, mas é uma evidencia de que o seu ancestral possui essa estrutura para uma determinada função.

Não se pode afirmar que uma estrutura vestigial não tenha função. Pelo contrário ela pode ter adquirido nova funcionalidade ou até mesmo mantido sua função antiga de modo diminuído, ou a mesma, não sendo tão necessária ao indivíduo como era para o seu ancestral.

Abaixo algumas citações de evolucionistas no decorrer do pensamento evolutivo:

Charles Darwin

“ “Órgãos úteis, não importa o quão pouco eles sejam desenvolvidos, a menos que tenhamos razões para supor que eles foram anteriormente mais altamente desenvolvidos, não devem ser considerados como rudimentares.” ”

“ “Um órgão, servindo para dois propósitos, pode tornar-se rudimentar ou completamente abortado para um, mesmo para o propósito mais importante, e permanecer perfeitamente eficiente para o outro (...)" ”

“ “Órgãos rudimentares, por outro lado, são ou relativamente inúteis, como o dente que nunca irrompe as gengivas, ou quase inútil, como as asas de um avestruz, que servem meramente como velas.” ”

Somente como um reforço de um dos exemplos dado acima da asa vestigial funcional do avestruz, não é que elas não tenham qualquer função, mas é uma asa rudimentar não usada para o voo, seu principal propósito, como Darwin colocou. Mesmo Robert Wiedersheim, como foi citado acima, nunca alegou que as estruturas vestigiais precisam carecer de funções.

“ “Morfologia comparativa aponta não apenas para plano de organização essencialmente similar de todos os Vertebrados, ... mas também para a ocorrência neles de certos órgãos, ou partes de órgãos, agora conhecidos como 'vestigiais.' Por estes órgãos refere-se a aqueles que foram anteriormente de maior significância fisiológca que no presente.” (Wiedersheim 1893, p. 2) ”

Outras citações:

“ "Quando estruturas sofrem uma redução em tamanho juntamente com uma perda de sua função típica, isso é, quando eles tornam-se vestigiais, eles são muito comumente considerados como sendo degenerados e sem função. Mas Simpson recentemente apontou que isso não necessita ser verdade de forma alguma: todas as perdas da função original podem ser acompanhadas por especialização ou por uma nova função." (tradução de Evolution: Process and Product, E. O. Dodson, 1960) ”

“ “É incorreto afirmar-se que para ser vestigial um órgão precisa ser não-funcional ... não é essencial para um órgão vestigial ser totalmente sem função.” (Naylor 1982) ”

“ "Vestigial: Ocorrendo em uma condição rudimentar, como resultado de redução evolutiva de um estágio mais elaborado de um caractere funcional em um ancestral. (Futuyma 1998, do Glossário) ”

Professor Richard Dawkins - Março de 2005.

Não se pode afirmar que somente um criador poderia ter criado tal órgão ou sistema, pois verifica-se que os mesmos vem compostos de grandes falhas, causadas pela história evolutiva em que estão inseridos esses casos, por mais perfeito que possa "parecer" qualquer estrutura, facilmente poderá ser explicada através da evolução, nunca através de um criador, pois esse padrão de grandes falhas de design compensadas por subsequentes ajustes pequenos é exatamente o que não deveríamos esperar se houvesse um designer atuando. Poderíamos esperar erros infelizes, como na aberração esférica do telescópio Hubble, mas não uma óbvia estupidez, como no caso da retina instalada de trás para frente. Mancadas desse tipo não provêm de um mau projeto, mas da história.

Nunca iremos encontrar órgãos vestigiais que vão contra a evolução, como mamilos em anfíbios ou penas em mamíferos, nenhum primata carrega vestígios de asas ou de chifres, nem artrópodes com medula espinhal e nem humanos possuem vestígios de moela.