Nunca estamos realmente sozinhos

Em levantamentos sobre a biodiversidade, muitas regiões geográficas acabam sem uma boa amostragem das espécies que nelas vivem. As remotas ou com um número muito grande de espécies entram nessa lista. Outro local com uma diversidade ainda pouco descrita é, surpreendentemente, a nossa própria casa. Pesquisas recentes se concentraram na caracterização de comunidades bacterianas em ambientes fechados. Dentro de uma casa, cozinhas e banheiros geralmente têm comunidades microbianas distintas uns dos outros. Além disso, a composição de microorganismos em uma determinada casa (ou num cômodo específico dentro da casa) pode ser influenciada por quem a utiliza, e pela presença de animais de estimação. Esses ambientes criados por nós oferecem novos habitats não só para microorganismos como bactérias, archaea e fungos, mas também para artrópodes. Cientistas da Universidade Estadual da Carolina do Norte (NC State), em Raleigh, nos Estados Unidos, observando suas próprias casas, perceberam que os lares poderiam abrigar uma ampla diversidade de vida além dos habitantes humanos, plantas e animais de estimação. Eles então investigaram 50 casas na cidade de Raleigh em busca desses moradores e encontraram mais de mil espécies nas residências, incluindo inúmeras espécies de aranhas, formigas, besouros, ácaros, moscas e mosquitos (Figura 1). Dentre os artrópodes mais comuns estavam: besouros, aranhas, sciarídeos, formigas e cecidomiídeos (Figura 2). Em uma única residência, foram encontradas mais de duzentas espécies! Continue Lendo “Nunca estamos realmente sozinhos”

Os modelos na jornada conhecimento

O mundo real é extraordinariamente complexo. Cientistas trabalham com simplificações dessa realidade, que nos ajudam a entendê-lo. Essas simplificações são os modelos.

Como cientistas interessados em biologia, tentamos gerar conhecimento sobre o mundo que nos rodeia. Essa tarefa não é trivial: nosso objeto de estudo é incrivelmente complexo, envolvendo interações entre moléculas que residem em células, entre células que compõem tecidos, entre indivíduos que são formados de tecidos, entre populações que são formadas por indivíduos. Cada nível dessa hierarquia envolve uma multidão de agentes interagindo uns com os outros. A transformação evolutiva envolve interações em todos esses níveis. Continue Lendo “Os modelos na jornada conhecimento”

Observando a Evolução em tempo real

Quantas gerações você é capaz de voltar atrás e saber quem eram seus parentes mais antigos? Será que consegue resgatar o nome da tataravó da sua tataravó? A rainha Elizabeth da Inglaterra tem o registro de 32 gerações. O filósofo chinês Confúcio tem o maior registro genealógico humano conhecido, 80 gerações. E se fossemos capazes de voltar mais de 70 mil gerações? Que perguntas poderíamos responder? Continue Lendo “Observando a Evolução em tempo real”

Pistas genômicas sobre a evolução de nossos cérebros plásticos

A aprendizagem e a experiência social moldam profundamente nosso comportamento, cognição, modo de ser. O que estudos genômicos têm mostrado sobre a evolução da plasticidade de nossos cérebros?

São muitos os animais que são capazes de aprender. Mas não encontramos em outros animais a mesma capacidade de responder à experiência e ao ambiente por meio da aprendizagem que vemos em humanos. Nosso comportamento é moldado pela aprendizagem social de uma maneira sem paralelos entre os seres vivos. Que mudanças ocorridas na evolução do cérebro tornaram possível tal capacidade de aprender? No último número de Annual Review of Anthropology, Chet C. Sherwood e Aida Gómez-Robles revisam o que sabemos a este respeito, num artigo sobre plasticidade cerebral e evolução humana. Retomamos aqui algumas de suas ideias. Continue Lendo “Pistas genômicas sobre a evolução de nossos cérebros plásticos”

Mamíferos sem corpus callosum e a evolução das conexões entre os dois lados do cérebro

Os dois lados do cérebro são anatomicamente idênticos, mas não são independentes. Neurônios projetam seus axônios de um lado ao outro, integrando a atividade neuronal que ocorre em cada lado. O cruzamento ocorre em regiões específicas da linha media do cérebro chamadas de comissuras. Em humanos, a principal comissura é chamada corpus callosum e conecta os hemisférios do neocórtex, a grande região anterior do cérebro de mamíferos.

O neocórtex é formado por capas de neurônios interconectados cuja atividade é responsável por comportamentos complexos. Ele está espacialmente organizado segundo a parte do corpo da qual ele recebe atividade sensorial. Por exemplo, o neocórtex motor tem uma área que recebe a informação da mão esquerda. Ao lado desta área, está a área que recebe informação do braço esquerdo, e assim por diante.

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Os neurônios que cruzam o corpus callosum conectam áreas similares nos lados direito e esquerdo do neocórtex. Voltando ao exemplo da mão, a área do neocórtex que controla a mão esquerda está conectada à que controla a mão direita (conexão homotípica) e o braço direito (conexão heterotípica), permitindo a coordenação da atividade das duas mãos. Pessoas que nascem sem corpus callosum, entre outros problemas, apresentam dificuldades para coordenar atividades motoras e visuais dos dois lados do corpo. Porém, os problemas de integração dos hemisférios são bem mais pronunciados em pessoas que nascem com corpus callosum e o perdem por uma lesão.

Todos os mamíferos têm neocórtex, mas nem todos têm corpus callosum: os marsupiais (mamíferos que terminam o desenvolvimento embrionário fora do útero, como os cangurus) e monotremas (mamíferos que nascem de um ovo, como o ornitorrinco), não têm corpus callosum. Como eles integram então a atividades dos dois lados do cérebro?

Investigando o cérebro de ornitorrincos e marsupiais, cientistas da Universidade Queensland, na Austrália, identificaram conexões entre o neocórtex dos dois hemisférios cerebrais que precedem a evolução do corpus callosum.

Para poder estudar um animal raro como o ornitorrinco, eles realizaram ressonâncias magnéticas em dois indivíduos depositados em uma coleção zoológica (sim, os museus servem para investigação!) e reconstruíram digitalmente as projeções neuronais no neocórtex (vejam nos vídeos abaixo). Repetiram o mesmo experimento em um pequeno marsupial australiano chamado Dunnart (Sminthopsis crassicaudata). O trabalho mostra que neurônios que cruzam de um lado ao outro pela região ventral do cérebro (chamada de comissura anterior, presente em todos os mamíferos) conectam os neocórtex dos dois hemisférios em marsupiais e monotremas.

Para confirmar seus achados, eles injetaram o cérebro de Dunnarts com traçadores neuronais, sustâncias fluorescentes que se incorporam dentro dos neurónios e permitem visualizar seus axônios, ajudando a determinar as conexões que estes possuem dentro do cérebro. Estas experiências mostraram que os neocórtex dos Dunnarts estabelecem, através da comissura anterior, conexões homo- e heterotípicas equivalentes às conexões formadas pelos axônios que passam pelo corpus callosum.

O resultado sugere que conexões entre os dois hemisférios do neocórtex formadas através da comissura anterior estavam presentes no ancestral comum de todos os mamíferos e a evolução do corpus callosum nos mamíferos placentários representa um novo caminho, mas não uma novidade em termos de conectividade do cérebro.

Curiosamente, algumas pessoas que nascem sem corpus callosum possuem boa integração dos hemisférios, pois apresentam conexões compensatórias pela comissura anterior. Como os marsupiais e monotremas, elas têm os mesmos circuitos, organizados de modos diferentes.

 

Vídeo 1: Segregação das projeções através da comissura anterior de ornitorrinco.

Vídeo 2: Topografia homotípica das projeções através da comissura anterior em ornitorrinco.

Vídeo 3: Segregação das projeções através da comissura anterior de Dunnarts.

João Francisco Botelho e Macarena Faunes

(Yale University)

Para saber mais:

Suárez R, Paolino A, Fenlon LR, Morcom LR, Kozulin P, Kurniawan ND, et al. A pan-mammalian map of interhemispheric brain connections predates the evolution of the corpus callosum. Proc Natl Acad Sci U S A. 2018.

Suárez R, Gobius I, Richards LJ. Evolution and development of interhemispheric connections in the vertebrate forebrain. Frontiers in Human Neuroscience. 2014;8(497).

 

 

Denny: a menina meio Neandertal, meio Denisovana

A possibilidade de estudar genomas arcaicos tem reescrito a história de nossa espécie e a cada artigo publicado temos revelações surpreendentes.

A evolução humana foi por muito tempo erroneamente vista como um processo linear ligando um ancestral simiesco mais primitivo ao ser humano moderno. No entanto, à medida que resquícios fósseis foram sendo encontrados, percebeu-se que na verdade o ser humano era apenas o final de um ramo de uma árvore extremamente diversa. Continue Lendo “Denny: a menina meio Neandertal, meio Denisovana”

Compreender para cooperar

Golfinhos sabem que estão cooperando com os pescadores no sul do Brasil, ou apenas utilizam os pescadores como uma barreira fixa para nela encurralar o cardume de peixes, aumentando assim a eficiência da captura?

Golfinhos são o máximo. Além das várias histórias em que evitam o afogamento de pessoas, esses mamíferos ágeis e inteligentes ganham ainda mais pontos por atacarem tubarões: pode haver motivo maior para um banhista amar golfinhos? Eles imitam vocalizações, têm dialetos, usam ferramentas para conseguir alimento, enfim, nos maravilham a cada nova pesquisa. A cereja do bolo é que eles ajudam grupos de pescadores nativos a ter um bom dia, direcionando cardumes inteiros para suas redes, e depois ganhando dos pescadores mimos em forma de peixes. Toda essa empatia que sentimos por golfinhos, alimentada por uma vasta iconografia, nos faz pensar neles algo como nossos cães marinhos de estimação, e assim corremos o risco de projetar neles capacidades excessivamente humanas. Por exemplo, será que eles sabem que estão cooperando com os pescadores, ou apenas estão caçando os cardumes de peixes, tentando encurralá-los contra uma barreira qualquer para assim conseguir comer mais? Continue Lendo “Compreender para cooperar”