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Louis Antoine Marie Joseph Dollo

A Lei de Dollo, também conhecida como lei da irreversibilidade da evolução, propõe que estruturas complexas, uma vez perdidas dificilmente serão readquiridas em sua forma original.

Essa hipótese foi sugerida por Louis Antoine Marie Joseph Dollo (1857- 1931), em 1890. Dollo era um naturalista belga, que se dedicava a paleontologia e estudava fósseis. De acordo com essa hipótese, um caráter, perdido no processo de evolução, não reaparecerá naquela linhagem de organismos. A Lei de Dollo é uma hipótese baseada em probabilidades e, assim, passível de exceções. Há vários casos que exemplificam exceções como: presença de membros em cetáceos e serpentes, os dentes extranumerários dos linces e dentes em aves. Mais recentemente, foram encontrados dentes na espécie de rã Gastrotheca guentheri e os ácaros de poeira (família Pyroglyphidae) que abandonaram um estilo de vida parasitário, secundariamente se tornando de vida livre.

De acordo com Richard Dawkins no livro "O Relojoeiro Cego", "a Lei de Dollo é apenas uma afirmação sobre a improbabilidade estatística de se seguir exatamente a mesma trajetória evolutiva duas vezes, em qualquer direção. Um único passo mutacional pode ser revertido sem dificuldade". Contudo, numerosos passos são difíceis de serem revertidos e as trajetórias podem ser tantas que é quase impossível que em algum momento cheguem ao mesmo ponto.

Dollo defendia que a evolução era descontínua pois ocorria por saltos rápidos; que era irreversível porque um organismo não pode retornar, ainda que parcialmente, para o estado anterior de seus antepassados; e limitada já que todos os organismos devem, necessariamente, serem extintos, depois de terem percorrido um ciclo determinado, que pode, contudo, ser extremamente longo.

Atavismo.

Atavismo é quando uma característica que havia sido perdida no organismo reaparece após várias gerações de ausência, o que contraria a Lei de Dollo.

Mas como características que desapareceram há milhões de anos podem ressurgir de repente? A explicação veio de Rudolf Raff e seus colegas da Universidade de Indiana, em 1994. Eles uniram genética e probabilidade para explicar como isso ocorreria e chegaram a conclusão que enquanto algumas mudanças evolucionárias irreversíveis envolviam a perda de genes, outras poderiam ser resultado do desligamento genético. Se esses genes silenciosos fossem religados, características há muito tempo perdidas poderiam reaparecer, o que poderia fazer com que uma estrutura antes perdida surgisse novamente! Também estimaram que estes genes podem ser conservados por até 10 milhões de anos, o que explica porque após muito tempo algumas estruturas anteriormente perdidas voltaram a aparecer.

Atavismos podem ser genuínos e são importantes tanto como agentes quanto marcadores da evolução. Se um gene A liga um gene B e ocorre uma mutação em A, o gene B ficará em silêncio por milhares de anos sem prejudicar seu funcionamento. Nesse tempo, uma nova mutação em A pode ocorrer recolocando-o em atividade ou pode ser substituído por outro gene. Em ambos os casos, B pode começar a produzir sua proteína que induz um crescimento da estrutura que havia sido perdida.

Dentes reaparecem em rãs.

Geralmente, a maioria das rãs apresentam somente dois dentes na maxila superior e o descobrimento de uma espécie que os tenha tanto na maxila superior quanto na inferior intrigou pesquisadores. Uma descoberta de 2011, revela, que uma rã da espécie Gastrotheca guentheri voltou a ter dentes na maxila inferior depois de 200 milhões de anos sem eles. Após estudos com o ancestral comum dessa rã descobriu-se que elas começaram a apresentar dentes novamente entre 5 e 15 milhões de anos atrás. De acordo com John J. Wiens, autor do estudo, é bem mais fácil para reconstruir as coisas, se você tê-los em outro lugar, ou seja, a rã já os tinha na mandíbula superior então não teria que criar os dentes na mandíbula inferior.

Ácaros de poeira: parasitas ou não?

Parasitismo é uma relação desarmônica entre dois organismos na qual um deles é prejudicado, no caso, o hospedeiro. O parasitismo implica em uma redução corporal do organismo podendo perder órgãos inteiros e sistemas corporais, o que o torna totalmente dependente do hospedeiro para realização de funções biológicas, dentre elas, alimentação e locomoção. Nesse caso, uma vez parasita, para sempre parasita.

De acordo com duas citações sobre o parasitismo:

“Parasitas como um todo são exemplos notáveis da marcha inexorável da evolução rumo a becos sem saída” diz o livro de 1976 Parasitologia: a biologia de parasitas animais, de Noble & Noble.

“Uma vez que eles dependem do hospedeiro não há volta. Em outras palavras, especialização precoce para uma vida parasítica compromete uma linhagem para sempre.” Robert Poulin.

Contudo, um estudo recente sobre ácaros de poeira mostra que eles podem fazer muito mais que explorar seu hospedeiro, podem ser livres, deixando de serem parasitas. Isso foi o que ocorreu com os ácaros da Família Pyroglyphidae que são encontrados em poeira. Há espécies de ácaros que são parasitas assim como de vida livre, entretanto, como estas espécies se relacionam entre si sempre foi motivo de debate entre pesquisadores. Apesar dos parentes mais próximos destes ácaros de poeira serem os Psoroptidia - ácaros parasitas -, muitos cientistas argumentavam que o ancestral deles seriam de vida livre. Para testar essa hipótese, utilizaram 700 espécies de ácaros. Sequenciaram cinco genes de cada espécie e fizeram uma árvore filogenética para estabelecer quais seriam as relações entre as espécies. O cientistas perceberam que os ácaros de poeira tiveram origem de ácaros de vida parasitária! O principal autor do estudo, Pavel Klimov, disse que os parasitas podem evoluir rapidamente mecanismos para a exploração do hospedeiro e podem perder sua capacidade de funcionar fora do corpo deste. A equipe de cientistas descobriu ainda características que facilitaram que eles se tornassem de vida livre como: tolerar baixa umidade, possuir enzimas digestivas para degradar queratina e pele. Esse estudo desafiou a Lei de Dollo, essa foi a primeira evidência forte de que o parasitismo pode não ser a evolução "beco sem saída" que tendem a descrevê-lo.

Gênero Bachia

Reevolução de dedos em Bachia.

Em 2006, Kohlsdorf e Wagner, fizeram um estudo com um grupo de lagartos do gênero Bachia para investigar a evolução do número de dedos. Muitas delas têm membros minúsculos, e algumas perderam seus dedos nos membros posteriores - enquanto outras espécies têm quatro dedos nesses membros. Uma explicação simples é que linhagens com dedos nunca os perderam. Porém, de acordo com as análises filogenéticas de Bachia, as espécies com dedos nos membros posteriores os desenvolveram a partir de ancestrais que não os tinham! Também ocorreu perdas e ganhos de dedos mais de uma vez durante dezenas de milhares de anos. Contudo, em 2010, Galis et al. publicaram um artigo no qual discordavam do resultado encontrado pelos pesquisadores em 2007 dizendo que a árvore filogenética molecular proposta estava em conflito com mecanismos evolutivos sobre a biogeografia de lagartos e com filogenias baseadas em morfologia. Ainda em 2010, Kohlsdorf e Wagner publicaram um trabalho para reanalisar os dados publicados em 2007 e verificaram que os resultados diferiram dos de 2007, porém não foram significativos. A conclusão foi que há uma evidência forte para a reevolução dos dedos em Bachia reforçado por novas técnicas para testar a irreversibilidade da perda de caracteres.

As galinhas não tem dentes, mas podem ter?

Apesar das aves terem perdido seus dentes entre 60 e 80 milhões de anos, muitos estudos conseguiram demonstrar que elas tem capacidade para produzi-los novamente.

Em 1821, Geoffrey St. Hilaire foi o primeiro a publicar sobre o aparecimento de dentes em embriões de galinhas mas seu trabalho foi considerado falho por outros cientistas.

Em 1980, Kollar e Fisher, utilizaram o tecido epitelial do primeiro e segundo arcos de embriões de pintos com cinco dias de desenvolvimento e os combinou com tecido embrionário de filhotes de camundongos retirados da região onde se forma o primeiro molar. Os maxilares se desenvolviam dos ossos que suportavam as guelras anteriores dos peixes ancestrais. Por isso, todos os embriões de vertebrados ainda desenvolvem primariamente os arcos das guelras anteriores para depois os transformar em maxilares. Os tecidos foram combinados e deixados para desenvolver na câmara interior do globo ocular de camundongos adultos. Nos dentes desenvolvidos por um animal, a camada de dentina subjacente e o tecido ósseo formam-se do tecido embrionário ou mesênquima. Mas este não pode formar a dentina, mas sim o tecido ósseo, a não ser que interaja diretamente com o epitélio que formará o esmalte. Quando enxertaram somente o mesênquima de camundongos nos olhos de seus animais experimentais, nenhuma dentina se desenvolveu. Contudo, dos 55 enxertos de combinações de mesênquima de camundongo com epitélio de galinha, dez produziram dentina. Verificou-se que o epitélio do embrião de pinto ainda é capaz de induzir o mesênquima a produzir dentina mesmo não sendo da mesma classe de animais. Embora os dentes tenham desaparecido entre 60 e 80 milhões de anos, o epitélio de pinto ainda seria capaz de induzir a formação da dentina, se combinado com o mesênquima adequado. Em quatro dos 55 enxertos, dentes completos conseguiram se desenvolver. Assim, o epitélio não somente induziu o mesênquima a formar dentina, mas de gerar proteínas matrizes do esmalte. As características de um dos dentes intrigou-os pois a estrutura inteira era bem formada, com o aparecimento de raiz e coroa, mesmo não tendo morfologia de um primeiro molar. O dente tinha aparência normal, mas não o formato de um dente de camundongo.

Em 2000, Chen et al., deixaram a mandíbula e o bico das galinhas expostos a proteínas que ele sabiam que estavam relacionadas com o desenvolvimento dentário, o que resultou no aparecimento de dentes. Porém, os dentes só apareceram através de estímulos externos. Se as galinhas estivessem em condições específicas, os dentes poderiam crescer sem tais estímulos?

Em 2006, Matthew Harris e John Fallon publicaram um estudo envolvendo galinhas com um específico tipo de mutação autossômica recessiva, identificadas como TA2 que exibiam sinais de desenvolvimento de dentes. Os pesquisadores usaram um controle, não mutante ou tipo selvagem para comparar. Também utilizaram um antepassado mais próximo das galinhas, o crocodilo comum, para comparar se as estruturas nas galinhas que eles acreditavam serem dentes, eram realmente dentes. Foram analisados a expressão de vários marcadores de tipo selvagem em embriões de galinha, TA2 embriões mutantes, e os embriões de crocodilo. Então descobriram que os embriões mutantes de galinha possuíam dentes similares aos dos crocodilos. Esses resultados, demonstraram que o aparato genético de construção de dente existe em galinhas, mas evoluiu para fazer algo diferente ao longo dos últimos 80 milhões de anos.

Metamorfose em Salamandras.

Salamandra Ambystoma mexicanum

A espécie de salamandra Ambystoma mexicanum, por exemplo, é um animal que tem um tipo de pedomorfose chamada neotenia, na qual retém na idade adulta características da sua forma larval. Elas eclodem de ovos debaixo d'água como larvas mas nunca adquirem a forma adulta, conservam as brânquias externas, que é uma característica do estágio larval. A passagem para a vida adulta não ocorre pois resulta de um único gene silenciado, o que normalmente produz um hormônio chamado tiroxina. Se injetar esse hormônio nessas salamandras, as células do corpo irão receber o sinal para ligar um número de genes que começam a transformação para o indivíduo adulto. Os axolotes invadiram uma região do planalto mexicano há 10 milhões de anos atrás e evoluíram em dezenas de espécies. Um cladograma mostrou que naquela época as espécies de desenvolvimento interrompido deram origem a outras maduras, as maduras deram origem às de desenvolvimento interrompido e ambas deram origem a espécies que podem crescer dessa ou daquela forma. Portanto, ao longo de 10 milhões de anos, o gene da tiroxina ora foi ligado, ora desligado por repetidas vezes.

De acordo com uma notícia de 2007, da BBC News, William Glover possuía duas axolotes e percebeu que uma delas havia perdido suas brânquias externas. Primeiramente ele achou que elas haviam brigado e uma teria arrancado a brânquia da outra, contudo, depois viu que o local por onde saia as brânquias ficara cada vez mais curto e desaparecendo pois começou a crescer pele e as guelras encolheram. Concluiu-se que ela se transformava em um indivíduo adulto, apesar disso a metamorfose nessa espécie é muita rara de ocorrer.

Radiografia de uma mão polidáctila.

Polidactilia.

Um trabalho de John Fallon, da Universidade de Wisconsin (EUA), mostrou que os genes que determinavam qual dedo seria o indicador, polegar e os outros limitam a quantidade de dedos em cinco. Se os genes responsáveis por essa limitação forem desligados, há o aparecimento de mais de dez dedos. Concluiu-se que provavelmente seria um caso de atavismo.

Par extra de nadadeiras em golfinhos.

No Japão, todos os anos, nos anos de Setembro a Abril, formam-se grupos de golfinhos que vão para as baías rasas e os pescadores se aproveitam para matá-los os usando para a alimentação. Em meio a muitos golfinhos, um da espécie nariz de garrafa apresentava um par extra de nadadeiras nas costas. Os cientistas o chamaram de AO-4 e chamaram a atenção para o fato de que as nadadeiras nas costas, que eram incomuns, apresentavam semelhanças com os fósseis de cerca de 40 milhões de anos atrás. Logo chegaram a conclusão de que se tratava de uma regressão evolucionária ou atavismo.

Homem com hipertricose.

Síndrome do lobisomem.

Também chamada de Hipertricose, é citada como um atavismo no qual há o aparecimento de pelos espessos no rosto e partes do corpo. Porém, não pode ser considerada uma regressão revolucionária. Basta comparar um chimpanzé ou um gorila, ambos não tem pelos nos rostos, o que descarta a hipótese de uma regressão aos nossos antepassados símios recentes.

Caudas em humanos.

Para Bernhard Herrmann, do Instituto Max Plank para Genética Molecular, em Berlim (Alemanha) acredita que se trata de um atavismo. Ele ressaltou que a habilidade para criar uma cauda aparece em todos os vertebrados. Muitos casos de pessoas que nascem com caudas existem na literatura médica, mas nem sempre é claro se esses apêndices são caudas verdadeiras ou não. Em alguns casos, eles são realmente pseudo-caudas, ou malformações que são localizados perto do cóccix de uma pessoa. Caudas verdadeiras, no entanto, resultam a partir de um tipo específico de erro durante o desenvolvimento fetal. Especificamente, durante o desenvolvimento normal, certas células fetais desenvolvem uma cauda e então a regride como resultado da morte celular programada, ou apoptose. Investigadores identificaram um gene denominado Wnt-3a como um regulador principal deste processo, pelo menos em camundongos. Os cientistas também descobriram que os seres humanos, de fato, possuem o gene Wnt-3a intactos, bem como de outros genes que parecem estar envolvidos na formação de cauda. Através da regulação gênica, usaram esses genes em diferentes lugares e em tempos diferentes durante o desenvolvimento daqueles organismos que normalmente têm caudas no nascimento. Se este processo de regulação do gene de alguma forma der errado, no entanto, a probabilidade de que uma pessoa realmente venha a nascer com uma cauda de verdade, embora rara, existe.

Cientista quer transformar galinha em dinossauro.

Essa manchete saiu em vários sites no ano de 2011, na qual um paleontólogo chamado Jack Horner, queria recriar um dinossauro através de evolução reversa. Usando a evolução reversa ele pode fazer ressurgir traços genéticos dos ancestrais nos animais modernos. A proposta dele é criar os atavismos em laboratório e ativar o máximo possível de características ancestrais de uma galinha até chegar próximo de um dinossauro.

Dedos em cavalos.

Nos cavalos, houve tendências evolutivas para a redução dos dedos dos pés. O ancestral mais antigo dos cavalos, Hyracotherium, possuía quatro dedos na frente e três atrás, enquanto um antecessor seu certamente tinha o total original dos mamíferos, de cinco dedos em cada pé.Os cavalos modernos conservam somente o terceiro dedo dos cinco originais. Eles também desenvolvem vestígios de seus antigos segundo e quarto dedos, sob a forma de curtas talas de osso, localizadas acima dos cascos. César Marsh, ficou fascinado por esses cavalos com dedos a mais e começou a estuda-los. Ele descobriu que na maioria dos casos, o dedo adicional era uma réplica do terceiro dedo funcional, porém muitos cavalos com dois e três dedos haviam recuado aos seus ancestrais, transformando uma ou ambas talas ósseas laterais em dedos funcionais e completos, cada um com seu próprio casco.

Conclusão.

A Lei de Dollo é contestada de várias maneiras e em muitos estudos, inclusive recentes. O que se percebe é que os atavismos são muito mais comuns do que se tem imaginado e desconsidera completamente a Lei de Dollo na qual diz que estruturas perdidas não podem ser adquiridas na sua forma original. O atavismo genético não é muito aceito pelos cientistas pois consideram que é apenas um exemplo de desenvolvimento embrionário anormal ou de doenças raras. Apesar de estudos terem relatado certos genes funcionando ou não para o aparecimento de estruturas, muitas exemplos não são perfeitamente elucidados e necessitam de melhor estudo, principalmente para entender melhor como funciona os genes na expressão das características que são readquiridas após muitas gerações de ausência e por que esses genes ficaram desligados por tanto tempo.

Referências

--Stefanie Campanharo (discussão) 21h49min de 29 de agosto de 2013 (UTC)