Estrutura vestigial

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Vestígios de membros traseiros em uma jiboia (esporões pélvicos).

Estruturas vestigiais são órgãos, tecidos, células ou estruturas presentes no corpo de um organismo vivo, que perderam ou modificaram a sua funcionalidade não exercendo mais a sua principal função anterior, a qual era exercida em seus ancestrais. Elas são frequentemente chamadas órgãos vestigiais, embora muitas delas não sejam realmente órgãos e são enganosamente retratadas como estruturas sem nenhuma utilidade. Apesar de terem perdido ou diminuído sua principal função, as estruturas podem continuar a exercer tarefas secundárias e muitas vezes é possível reconhecer seu papel em outras espécies ancestrais ou relacionadas por derivação de ancestral comum.

Para todos os fins, a definição da comunidade científica sobre vestigialidade, de forma resumida,[1] é a seguinte:

Histórico[editar | editar código-fonte]

O rato-toupeira cego (Spalax typhlus) tem olhos minúsculos completamente cobertos por uma camada de pele.

Estruturas vestigiais foram notadas desde os tempos antigos, e a razão de sua existência foi especulada por muito tempo antes que a evolução darwiniana fornecesse uma explicação amplamente aceita. No século 4 aC, Aristóteles foi um dos primeiros escritores a comentar, em sua História dos Animais, os olhos vestigiais das toupeiras, chamando-os de "atrofiados no desenvolvimento" devido ao fato de que as toupeiras mal conseguem ver.[2] No entanto, apenas nos últimos séculos os vestígios anatômicos se tornaram um assunto de estudo sério.

Em 1798, Étienne Geoffroy Saint-Hilaire notou sobre estruturas vestigiais:[3]

Seu colega, Jean-Baptiste Lamarck, citou uma série de estruturas vestigiais em seu livro de 1809 Philosophie Zoologique. Lamarck observou que "o Spalax, que vive no subsolo como a toupeira e aparentemente é exposto à luz do dia ainda menos do que a toupeira, perdeu totalmente o uso da visão de modo que não mostra nada mais do que vestígios desse órgão."[4]

Charles Darwin estava familiarizado com o conceito de estruturas vestigiais, embora esse termo para elas ainda não existisse. Ele listou vários deles em The Descent of Man, incluindo os músculos da orelha, os dentes do siso, o apêndice, o osso da cauda, os pelos do corpo e a prega semilunar no canto do olho. Darwin também observou, em a Origem das Espécies, que uma estrutura vestigial pode ser inútil para sua função primária, mas ainda retém papéis anatômicos secundários:[5]

Em 1893, Robert Wiedersheim publicou A Estrutura do Homem, um livro sobre anatomia humana e sua relevância para a história evolutiva do homem. O livro continha uma lista de 86 estruturas humanas que Wiedersheim descreveu como "Órgãos que se tornaram totalmente ou em parte sem função, alguns aparecendo apenas no embrião, outros presentes durante a vida constante ou inconstantemente. Para a maior parte, órgãos que podem ser corretamente denominados vestigiais."[6] Desde sua época, a função de algumas dessas estruturas foi descoberta, enquanto outros vestígios anatômicos foram desenterrados, tornando a lista de interesse principalmente como um registro do conhecimento da anatomia humana na época. Versões posteriores da lista de Wiedersheim foram expandidas para até 180 "órgãos vestigiais" humanos. É por isso que o zoólogo Horatio Newman disse em uma declaração escrita lida como evidência no Julgamento de Scopes que "Existem, de acordo com Wiedersheim, nada menos que 180 estruturas vestigiais no corpo humano, o suficiente para fazer de um homem um verdadeiro museu ambulante de antiguidades."[7]

Conceito científico[editar | editar código-fonte]

É importante ressaltar que vestigial não significa que o órgão ou estrutura não tem função, pode-se sim ter alguma nova função ou desempenhar tarefas secundárias, 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.[8]

Algumas estruturas 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.[9] 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.

Exemplos[editar | editar código-fonte]

Vestigialidade em animais não humanos[editar | editar código-fonte]

Asas vestigiais[editar | editar código-fonte]

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, todos avestruzes ainda possuem os dois dedos preservados nas asas (com garras).[10] 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[editar | editar código-fonte]

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[editar | editar código-fonte]

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.[11] 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[editar | editar código-fonte]

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. Essa Gambiarra evolutiva com esse caminho diferente do 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.[9] Segundo Wolf-Ekkehard Lönnig, no entanto, este nervo da girafa também inerva esôfago e traqueia, além de "dá vários filamentos cardíacos para a parte profunda do plexo cardíaco".[12]

Olhos dos vertebrados[editar | editar código-fonte]

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 início da evolução dos vertebrados, ocorreu essa inversão e a seleção natural tratou de contorná-la para a visão não ser prejudicada.[9]

Pseudogenes[editar | editar código-fonte]

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 história evolutiva 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. Autores modernos atribuem funções aos mesmos[13]

Vestigialidade em animais humanos[editar | editar código-fonte]

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-se distinguir aquele órgão que realmente não possui uma função importante, que pode ser considerada como vestigial.

Cauda atrofiada Cóccix[editar | editar código-fonte]

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.[11] 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 bebês humanos nascerem com tipo de cauda curta, resultado de um defeito na estrutura.

Apêndice vermiforme[editar | editar código-fonte]

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. "O apêndice é rico em tecido linfóide e contribui para a imunidade intestinal e desempenha função importante como reserva da microbiota"[14] que se relaciona com diversas funções imunológicas.[15] Estudos comprovaram alta relação de remoção do apêndice com aumento de tuberculose,[16] artrite reumatoide,[17] diabete tipo 2[18] e até ataques cardíacos[19][20] (apesar de continuar obscuros alguns dos mecanismos). Observou-se que mesmo estando associada a um baixo risco de subsequente colite ulcerosa[21] a apendicectomia é seguida por um risco aumentado de doença de Crohn.[22] Uma hipótese para o seu tamanho, seria que a seleção natural seleciona tamanhos menores, pois apêndices maiores seriam mais suscetíveis à infecções.[9]

Pelos corporais[editar | editar código-fonte]

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.[11]

Dentes do siso[editar | editar código-fonte]

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[editar | editar código-fonte]

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 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[editar | editar código-fonte]

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 (complexidade irredutível), sendo a presença desse cromossomo uma forte evidência de que os humanos descenderam com modificações de ancestrais que produziam a CMAH.[11]

Vestigialidade em plantas[editar | editar código-fonte]

As plantas também têm partes vestigiais, incluindo estípulas e carpelos sem função, redução de folhas em Equisetum.[23] Exemplos bem conhecidos são as reduções na exibição floral, levando a flores menores e/ou mais pálidas, em plantas que se reproduzem sem reprodução sexuada, por exemplo, por autofecundação ou clonagem obrigatória.[24][25] As estruturas vestigiais em vegetais envolvem:

Frutos sem sementes[editar | editar código-fonte]

Alguns grupos de plantas possuem frutos partenocárpicos. Por definição, frutos partenocárpicos são aqueles onde os rudimentos seminais não se transformam em sementes ou quando formam sementes, estas são estéreis.[34] Espécies brasileiras como a Lophogyne lacunosa são partenocárpicas: a L. lacunosa apresenta um fruto com 3,03 mm (± 0,43) X 1,5 mm (± 0,23) e seis costelas, porém, desprovido de sementes.[33] Além do gênero Lophogyne, frutos partenocárpicos ocorrem também nos gêneros Mourera e Podostemum.[33]

Folhagem vestigial[editar | editar código-fonte]

Alguns grupos de plantas como as Voyrias assumiram a condição myco-heterotrófica, onde obtém seus alimentos através de parasitismo sobre fungos em vez de fotossíntese. As raízes dessas plantas são grossas e densamente agrupadas, formando um "ninho de pássaros" que abriga o fungo hospedeiro. Ao contrário da maioria das plantas, elas não contêm clorofila, mas desenvolvem uma folhagem vestigial semelhante a escamas reduzidas nos caules que são geralmente pálidos.[35]

Folhas efêmeras[editar | editar código-fonte]

As plantas do gênero Chiloschista são geralmente ervas monopodiais sem folhas. A espécie chamada Chiloschista parishii apresenta o tipo decíduo de ausência de folhas monopodiais, contudo, podem aparecer com folhas vestigiais de vida curta. Estudos indicam que o grupo é oriundo de plantas que possuíam folhagem e que se tornaram sem folhas ao longo dos anos e das gerações, algo parecido com alguns grupos de cactos.[36][37]

Vestigialidade em fungos[editar | editar código-fonte]

Encontrar estruturas vestigiais sempre fornece muitos insights evolutivos sobre os seres vivos. Porém, encontrar exemplos no grupo dos fungos não é uma tarefa fácil. Casos mais comuns documentados na literatura envolvem parafises estéreis de fungos.[23] Alguns casos claros de vestigialidade são pouco mencionados, mas envolvem a modificação do corpo de frutificação.

O cogumelo Clavogaster virescens assumiu uma forma gasteróide e suas lamelas estão formadas internamente

Lamelas vestigiais[editar | editar código-fonte]

Cogumelos da espécie Clavogaster virescens oferecem uma boa oportunidade de verificar a ocorrência de estruturas vestigiais em fungos. O esporocarpo desse cogumelo nunca se abre para formar o chapéu (píleo), mas se aberto ao meio é possível verificar vestígios de lamelas em forma de favo de mel que certamente foram funcionais em seus ancestrais.[38] Nos cogumelos convencionais, essas lamelas são utilizadas como meio de dispersão de esporos.[39] No Clavogaster virescens que assumiu uma forma gasteróide ao evoluir e nunca abre sua capa, as lamelas se mantiveram dentro do corpo de frutificação de maneira vestigial, que revela uma ancestralidade guelada.[38]

Volva remanescente[editar | editar código-fonte]

A volva é o resto vestigial do véu universal (na imagem, um Amanita caesarea).

A volva, uma estrutura em forma de xícara na base de alguns cogumelos, é o resto vestigial do véu universal — um tecido membranoso temporário que envolve totalmente os corpos de frutificação imaturos de fungos gasteróides[40]. A volva está bem presente entre os espécimes de fungos integrantes do gênero Amanita e a literatura apresenta a espécie Amanita rubescens como um exemplo cuja estrutura é vestigial.[41]

Restos de tentáculos[editar | editar código-fonte]

Aseroe floriformis é uma espécie de fungo do gênero Aseroe que possui seu receptáculo em forma de girassol com restos vestigiais dos "tentáculos" ou braços[42][43] que construíam ramos radiantes nos seus ancestrais. Os corpos de frutificação maduros dos demais espécimes do grupo Aseroe ainda possuem os tentáculos, como é o caso da espécie Aseroe rubra, que atestam a modificação dessa espécie de fungo e a vestigialidade dos braços.

Vestigialidade em protistas[editar | editar código-fonte]

As Euglenas são um grupo de protistas flagelados de uma única célula. O grupo geralmente possui cloroplastos fotossintetizantes, o que permite que se alimentem por autotrofia, como as plantas.[44] No entanto, euglenas podem se alimentar de forma heterotrófica, como os animais, explorando um mecanismo que envolve a absorção de nutrientes por osmotrofia.[45]

As euglenas tiveram a fagocitose como o modo primitivo de nutrição: por meio de um citostomo, sustentado por microtúbulos, presas como bactérias e pequenos flagelados eram ingeridos. Porém, ao evoluir e explorar a fototrofia e osmotrofia como principais mecanismos de alimentação, o citostomo das euglenas tornou-se vestigial,[46][47] sendo uma estrutura chamada de reservatório.

Ver também[editar | editar código-fonte]

Referências

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