junho 2021 – Darwinianas

Por um mundo menos binário

Sexo é corpo, ou sexo é mente? Embora tudo indique a corporeidade do sexo, com sua carnalidade explícita, sua genitália exposta, sua mecânica exigente e orgasmos lancinantes, com uivos primais do mais ancestral instinto de sobrevivência, embora tudo isso sugira corporeidade, não resta dúvida que fetiches, estratégias de sedução, a erotização do cotidiano, incluindo ideias e relações sociais, não resta dúvida que há uma imensa cultura, e mesmo um aberto comércio do sexo.

Se hoje operamos nossos corpos em entidades transgênicas, isto apenas demonstra uma superação total da dualidade natureza/cultura. Por exemplo, seriam os grãos de milho transgênico entidades biológicas ou culturais? Naturais ou artificiais? Seriam aquelas micro raças de cães que já vêm com plano de saúde, adestrados, tosados, banhados em odores de rosas e comendo ração para idosos obesos castrados com problemas renais, esses mini-animais que conhecem cães apenas pelo espelho, seriam eles ainda, mesmo, cães, ou humanos presos em corpos de cães? ou seriam eles a chave para a compreensão da natureza eminentemente híbrida da vida mental?

Separar sexo de gênero está em continuidade com essa tradicional e equivocada dicotomia natureza/cultura. Defender sexo como um atributo biológico, e gênero como construção social é um equívoco, muitas vezes até bem intencionado. A cultura não se separa da natureza, ela não é exclusividade da espécie humana, não somos seres culturais apartados do restante da árvore evolutiva, e todas as culturas animais estão ligadas de modo inextricável ao corpo. A separação didática entre natureza e ser humano ou entre biologia e cultura está inclusive na origem da mal fadada “ideologia” de gênero, tão abusivamente alardeada pela ultra-direita no Brasil e no mundo. A bem intencionada ideia de que somos apenas construções sócio-culturais de um tempo, a ideia de que, portanto, não há natureza humana alguma, que seríamos absolutamente plásticos e moldáveis, matéria fluida que se ajusta a qualquer corpo, essa bem intencionada ideia de uma liberdade total para o ser humano, resultou em um relativismo quanto ao conhecimento. Se tudo é inventado, o que é a realidade? Se tudo é relativo ao ser humano, ao sujeito falante, uma opinião vale tanto quanto fatos científicos estabelecidos. Se a verdade é apenas um consenso, uma construção social, então a solução é ir à guerra, e surgem assim as guerrilhas culturais visando construir novos consensos como a “ideologia” de gênero, consensos contra a vacina, consensos contra o distanciamento social. Se opiniões não se distinguissem do conhecimento, o negacionismo científico estaria justificado, e assim o desmonte da universidade pública seria defensável, e o descrédito na pesquisa uma meta até mesmo desejável! Negacionistas e relativistas jogam o conhecimento no lixo com a mão direita, enquanto com a esquerda ingressam nas UTIs lotadas de ciência. A ciência tem o que dizer sobre sexo e sobre gênero: sexo se entrelaça com gênero, da mesma forma que a biologia se entrelaça com a cultura em um processo co-evolutivo indissociável.

E se é assim, se nossa natureza é bio-psico-cultural, o que dizer de nosso corpo humano?

Domesticado por nós mesmos ao longo de centenas de milhares de anos; dopado em analgésicos, reguladores de pressão, e ansiolíticos; maquiado, montado, oleado ao sol e besuntado em cremes, esse corpo lipoaspirado e cirurgicamente ajustado às mais variadas estéticas, vestido em sedas e couro e curtido em caipirinhas, queijos e moquecas; esse nosso corpo, afinal, não é mente?!? (Aos desavisados, estou sendo irônico)

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Autonomia

Assim, rompidos os diques entre a mente e o corpo, quebrados os protocolos de isolamento entre a aprendizagem e o instinto, finda a era de dicotomias entre cultura e natureza, e no ocaso de todas essas oposições binárias rasas, emerge um corpo que é mente, ou se preferirem, uma mente que é corpo, e assim somos, ao mesmo tempo, sintéticos e naturais, transgênicos e selvagens, binários e transgênero.

A mente é apenas um corpo em movimento, um funcionamento corporal que se perpetua, uma busca de continuidade e permanência como matéria. Agora, alto lá que também informação é matéria, é a organização da matéria, e assim a mente existe sim apenas materialmente, mas não em qualquer matéria, e nem mesmo em qualquer organização. A mente existe apenas enquanto matéria organizada para se perpetuar (o que é diferente de se reproduzir), organizada para se perpetuar de forma autônoma. A matéria viva em algum momento evolutivo criou uma dobra sobre si mesma, e essa nova matéria, redobrada sobre si numa organização circular, é a mente.

Por muito tempo a Biologia se espelhou na Física, e até então nosso corpo era concebido apenas como fluxo de matéria e energia. Depois veio a era dos códigos e da Semiótica, e nosso corpo passou a ser concebido basicamente como uma linguagem dos genes. Mas hoje, hoje já entendemos que temos outras organizações materiais aqui dentro deste compacto corpo. Nosso sistema nervoso é muito mais, e pode muito mais, que uma célula: ele encontrou um jeito de ser autônomo controlando as entidades mínimas de vida, que são as células. Nosso sistema nervoso é autônomo tanto em relação à fisiologia quanto à ecologia dos corpos. A mera existência de um potencial parceiro sexual não nos induz imediatamente à cópula: não é o mundo lá fora, não são os estímulos externos que nos controlam como se marionetes fôramos. Também não é porque sentimos um desejo interno premente que iremos satisfazê-lo imediatamente: nossa fisiologia apenas levanta bandeiras e alertas: “você está com fome!”, “você está carente!”, “você está com sede!”, mas estes alertas, estes estímulos internos em nosso corpo, eles não estão no comando. Não somos crianças irrefreáveis, mesmo porque até crianças se controlam. Quem efetivamente está no comando é o indivíduo, quem está no comando é essa carne neural redobrada sobre si mesma. Nossos genes são ferramentas que ativamos ou desativamos no fruir de nossa autonomia; nossa sociedade influi em nossas decisões, mas somos nós que decidimos, não a sociedade, não os genes.

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Diversidade sexual, sistemas sexuais diversos, psicologia evolucionista

A Etologia humana, a Psicologia Evolucionista, a Ecologia Humana, todas essas abordagens de caráter híbrido entre a Biologia e as Ciências Humanas, todas elas simplificam demais o homem. É compreensível. Ser humano não é fácil, é preciso simplificar para entender. Todas elas buscam explicar a essência, o universal no humano. E ao buscar nosso universal transcultural invariavelmente encontram nossos ancestrais símios, hominídeos, ou hominíneos.

Entender o passado é realmente fundamental, e o que dizem essas ciências híbridas sobre nosso passado?

Dizem que meninos gostam de meninas e vice-versa, e que isso é natural pois visa a reprodução. Dizem que meninos gostam de meninas mais jovens, de belos corpos simétricos, com cintura fina (ou quadris largos), dizem que meninas gostam de meninos poderosos no grupo social, que gostam também de meninos de belos corpos simétricos. Dizem que somos monogâmicos, e que há relações extra-conjugais com frequência até que relativamente elevada. Dizem que nos deliciamos no social, que copiamos as boas soluções praticadas por indivíduos visivelmente bons no que fazem, e dizem que somos criativos apenas na medida do necessário (apenas quando copiar o outro, sai caro). Dizem que falamos pelos cotovelos por natureza, e que cooperamos mais que a média primata.

E o que é que essas ciências híbridas têm deixado de lado? Em uma palavra: a diversidade. Ao buscar o universal e a essência, elas deixam de lado o plural e o ambivalente. Temos sociedades humanas atuais nas quais uma fêmea se une matrimonialmente a múltiplos machos. Temos sociedades humanas atuais que permitem o poliamor, seja como uma fase ou uma opção de vida. Temos mulheres guerreiras determinando o curso da história. Temos sociedades matriarcais para além das patriarcais. Não há como naturalizar o patriarcado sem jogar para baixo do tapete toda essa variabilidade que simplesmente existe. A ciência não deve explicar alguns seres ignorando outros.

A Biologia, que sempre valorizou a diversidade em todos os seus aspectos, não haveria agora de insistir em um mundo sexualmente binário. Meninos em todas as culturas estudadas variam imensamente com relação à sua preferência por simetria bilateral e cintura fina. Meninas em todas as culturas variam imensamente em relação a suas preferências pelo status elevado de seus parceiros sexuais. Se há grande diversidade nestes aspectos da heterossexualidade, há também todo um arco-íris de orientações sexuais e essa imensa variação e plasticidade se explicam pela autonomia do indivíduo. Insistir na aptidão reprodutiva indireta como chave para explicar os comportamentos homossexuais ou transexuais não tem sido um caminho bem sucedido. Precisamos acrescentar novos conceitos ao lado do conceito de aptidão. Se na teoria evolutiva, a função de um comportamento se explica sempre por sua aptidão reprodutiva, na ecologia, a função de uma espécie, é sua contribuição para o funcionamento da comunidade. Se a diversidade aumenta a resiliência de um ecossistema, talvez uma diversidade de gêneros e orientações sexuais nos torne também uma sociedade mais resiliente, mais sensível ao outro, e mais capaz de enfrentar desafios. A autonomia e a ecologia despontam como bons guias para entendermos a diversidade sexual.

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Autonomia e independência

A experimentação com o corpo, desde inofensivas tatuagens e piercings, passando por implantes ortopédicos, intervenções cirúrgicas estéticas ou identitárias, implantes de chips de realidade aumentada, intervenções fisiológicas para aumento de massa muscular, pílulas para impotência, atenção, memória, com o tempo a capacidade de intervir no corpo vem aumentando exponencialmente. E essa experimentação livre com o corpo progredirá ainda mais à medida que o mundo não-humano vai sendo extinto, à medida que as mudanças climáticas e nossa explosão populacional vão forçando o ser humano a conviver apenas com seres humanos em ambientes virtuais. Extinta a diversidade biológica, extintos os biomas, Caatinga, Cerrado, etc, quando só restar um mundo distópico inteiramente à nossa imagem e semelhança, talvez venha a ser até mesmo salutar que a monotonia de uma vida em frente ao espelho seja rompida por uma explosão de cores e diversidade de corpos humanos.

Mas atenção, que essa distopia é falsa. Primeiro porque o Salles vai ser preso, e a Amazônia vai sobreviver. Segundo porque mesmo na distopia não vamos nos livrar da natureza, e isso é bom. Se conseguíssemos a impossível proeza de encontrar um equilíbrio ecológico em um mundo dominado apenas pela nossa espécie, se substituíssemos enfim a natureza pela tecnologia, não estaríamos, nem assim, libertos da natureza. Não há como se livrar da natureza simplesmente porque a natureza somos nós, e isso é bom.

A livre experimentação com o corpo abre a porta para múltiplas subjetividades no fio da sexualidade humana. A intervenção cultural no tecido orgânico desfaz dependências ancestrais entre distintos aspectos de nossa sexualidade, criando múltiplas novas vozes, todas elas bem vindas. Agora, nossa bem vinda liberdade para criar um corpo não é ilimitada. Temos autonomia para decidirmos sobre nossas cirurgias e pílulas, mas autonomia não é sinônimo de independência; nunca foi. Não somos independentes dos genes nem da sociedade. Eu sou autônomo para gerir meu corpo, mas não sou independente do mundo: dependo de supermercado, emprego, amigos, família. Sou ao mesmo tempo dependente e autônomo, e isso é bom.

Intervenções fisiológicas e cirúrgicas gerando corpos transexuais ou dissidentes de uma dicotomia sexual binária, tais intervenções gerarão uma explosão de vozes interiores, vozes que ancestralmente se expressavam como feixes coesos e orgânicos, vozes que ancestralmente delimitavam uma espécie em grande parte binária, vozes que ancestralmente se organizaram prioritariamente para otimizar a reprodução dos corpos. Ao vivenciarmos hoje, dentro de um corpo ancestral, sua transmutação hormonal ou cirúrgica em personas sexuais múltiplas, ou em dissidentes do sistema gênero, iremos certamente precisar de apoio social, de amigos, família, gente próxima. Necessitaremos de apoio, solidário e institucional, e a Biologia contemporânea, buscando compreender o fenômeno humano, é parte desse apoio. Durante e após estas transformações de corpos reais, necessitaremos de apoio, solidário e institucional, tanto para nos compreendermos dentro deste novo mundo de vozes dissidentes, quanto para sermos compreendidos durante nossas transmutações corporais. Esse admirável mundo sexualmente novo é certamente um mundo de bravura, a bravura necessária para a conquista de uma nova ética, mas até mesmo bravos guerreiros precisam de descanso e amor e, nessa hora, contem com o apoio dos defensores da biodiversidade.

Hilton Japyassú

Universidade Federal da Bahia

Quanto podemos suportar perder a Amazônia?

Temos visto com frequência nos noticiários que o desmatamento da Amazônia está aumentando e que isto está diretamente relacionado com as mudanças climáticas. Mas afinal como esses temas estão relacionados? O que temos a ver com isso? Estas e outras perguntas o Dr. David Lapola responde em entrevista exclusiva ao Prof. Pedro Meirelles aqui no Darwinianas.

Nesta entrevista, o Dr. David Montenegro Lapola fala um pouco sobre sua trajetória acadêmica e como sua infância o influenciou a trilhar seus passos profissionais. Dedicado a modelar como as mudanças climáticas afetarão o futuro da Amazônia, e consequentemente milhões de vidas humanas, David fala sobre aspectos básicos para compreendermos as mudanças climática, modelagem e os principais problemas que a Amazônia vem enfrentando.

David, é Pesquisador do Centro de Pesquisas Meteorológicas e Climáticas Aplicadas à Agricultura – CEPAGRI da Universidade Estadual de Campinas – Unicamp.

Quer saber mais sobre o que historicamente conhecemos e o que a ciência está debruçada para responder sobre esses temas? Não perca a entrevista na íntegra. Prepara um bom café, e aproveita!

Pedro Milet Meirelles

Laboratório de Bioinformática e Ecologia Microbiana

Instituto de Biologia da UFBA

meirelleslab.org

Para Saber mais:

Rammig, Anja, David M. Lapola, Patricia Pinho, Carlos NA Quesada, Irving F. Brown, Bart Kruijt, Adriano Premebida et al. “Estimating the likelihood of an Amazon forest dieback and potential socio-economic impacts.” In EGU General Assembly Conference Abstracts, p. 12619. 2018.

Fleischer, K., Rammig, A., De Kauwe, M.G., Walker, A.P., Domingues, T.F., Fuchslueger, L. and Lapola, D.M., 2019. Future CO2 fertilization of the Amazon forest hinges on plant phosphorus use and acquisition. Nature Geoscience, 12, pp.736-741.

Fleischer, K., Rammig, A., De Kauwe, M.G., Walker, A.P., Domingues, T.F., Fuchslueger, L., Garcia, S., Goll, D.S., Grandis, A., Jiang, M. and Haverd, V., 2019. Amazon forest response to CO₂ fertilization dependent on plant phosphorus acquisition. Nature Geoscience, 12(9), pp.736-741.

Por uma síntese evolutiva mais inclusiva: a Epigenética e a evolução do genoma

Um artigo de revisão publicado no início desse ano fez um apanhado das várias maneiras pelas quais os mecanismos epigenéticos estão associados não apenas aos padrões de expressão gênica mas também a mutações no DNA, influenciando em larga escala a maneira como os genomas evoluem.

Uma das buscas incessantes da Biologia é a da descoberta dos mecanismos evolutivos e suas respectivas contribuições para a diversidade dos organismos vivos. Desde Darwin, a seleção natural é, sem dúvida, um dos processos evolutivos mais importantes, mas a lista hoje é relativamente longa. Processos como a deriva gênica, as migrações e mutações, por exemplo, fazem parte dessa lista. E quanto mais estudamos, mais descobrimos outros processos importantes para entendermos como os organismos vivos evoluem.

Nas últimas três décadas, com a revolução nos métodos de sequenciamento de DNA, o estudo dos genomas se tornou possível em larga escala, inaugurando uma nova área de pesquisa biológica, a Genômica. Consequentemente, a pergunta “Como os genomas evoluem?” foi um questionamento natural para os pesquisadores desse novo campo. E diversos processos já foram identificados para explicar a evolução do genoma, tais como as duplicações completas de genomas (do inglês whole genome duplications), já discutidas em um post aqui no Darwinianas, a transposição dos elementos genéticos móveis e os rearranjos genômicos. Recentemente, os mecanismos epigenéticos, até então primariamente envolvidos no estabelecimento dos padrões de expressão gênica, se tornaram foco dos estudos sobre evolução do genoma. Discutiremos nesse post não apenas de que maneira os mecanismos epigenéticos podem influenciar a evolução dos genomas, mas também quais as principais implicações dessa descoberta para o nosso entendimento a respeito da evolução biológica em geral.

Antes de nos debruçarmos especificamente sobre a maneira pela qual os processos epigenéticos contribuem para a evolução do genoma, vamos entender o que quero dizer com processos epigenéticos. A Epigenética estuda as modificações químicas no DNA e nas proteínas a ele associadas sem, no entanto, resultar na modificação da sequência do DNA em si. Hoje conhecemos diversos mecanismos epigenéticos, e focarei em apenas dois dos principais: a metilação do DNA e as modificações das histonas, o principal grupo de proteínas associado ao DNA dos eucariotos, formando, através da associação DNA-histonas, o que chamamos de cromatina (Figura 1).

Figura 1 – Representação do DNA e do nucleossoma. (A) Uma representação da dupla hélice de DNA, enfatizando em cores, os nucleotídeos que formam a sequência do DNA. Os círculos pretos ressaltam os grupos metila (CH₃) associados a citosinas (C). (B) Visualização do nucleossoma, resultado da associação entre o DNA, em azul, e as proteínas histonas, em vermelho. Note como as histonas projetam “caudas” para além do DNA (setas). Essas caudas são as regiões onde ocorrem as modificações das histonas, alterando assim a interação dessas proteínas com o DNA.

A metilação do DNA ocorre geralmente por meio da adição de um grupo metila (CH₃) a citosinas, apesar de hoje sabermos que outros nucleotídeos também podem sofrer metilação. Quando essa metilação ocorre perto de genes, estes são, em geral, silenciados, ou seja, têm a sua expressão significativamente reduzida. Outro tipo de marca epigenética ocorre por modificação química das “caudas” das proteínas histonas, como mostra a Figura 1B. Variados grupos químicos podem ser adicionados as histonas, com consequências diversas para a expressão dos genes localizados na proximidade. A explicação mais aceita para o efeito dessas modificações nos padrões de expressão gênica se deve à força de atração entre as histonas e o DNA: quando a atração é forte, ela dificulta o acesso ao DNA da maquinaria de transcrição, primeiro passo para a expressão gênica. O inverso também é verdadeiro: quando a associação é mais fraca, o DNA fica mais accessível e os genes ali presentes são, em geral, mais expressos.

Exatamente por não afetar a sequência de nucleotídeos do DNA, os mecanismos epigenéticos sempre estiveram associados ao estabelecimento dos padrões de expressão gênica e raramente foram implicados em mecanismos capazes de explicar a evolução do genoma em si. Um artigo publicado recentemente, no entanto, nos ajudou a desafiar essa ideia, através da apresentação do que sabemos a respeito do papel dos mecanismos epigenéticos na alteração da sequência de nucleotídeos do DNA, influenciando, direta e indiretamente, a evolução do genoma. Em geral, esses mecanismos estão envolvidos na evolução do genoma ao menos de três formas: (1) por afetar os processos de mutação e reparo do DNA, (2) por alterar a atividade dos elementos móveis do genoma, e (3) por influenciar a retenção de genes duplicados no genoma.

Há muito tempo sabemos que a metilação do DNA não apenas interfere nos padrões de expressão gênica, mas pode atuar também como agente mutagênico. As regiões metiladas do DNA apresentam taxas de mutações mais elevadas quando comparadas a outras regiões não metiladas do mesmo DNA. Sabemos também que as citosinas metiladas são mais susceptíveis a um processo de mutação conhecido como desaminação espontânea, resultando na sua modificação para uma timina (C  T). Com o tempo, essa aumentada taxa de mutação resulta na redução de citosinas no DNA e parece não ocorrer de maneira uniforme no genoma. Além disso, o posicionamento dos nucleossomas no DNA também afeta as taxas de mutação ao longo do genoma. Sabemos que DNA ligado fortemente a histonas é mais estável e apresenta menores taxas de mutação do que regiões onde o DNA liga-se apenas fracamente a essas proteínas. A explicação para essa diferença está na associação entre o grau de interação DNA-histonas e expressão gênica, como explicado acima. O primeiro passo da expressão gênica é a transcrição, a produção de uma molécula de RNA mensageiro a partir do gene localizado no DNA. Para que isso aconteça, no entanto, o DNA, normalmente fita dupla, precisa se abrir em fita simples, permitindo assim o acesso da maquinaria de transcrição. E DNA de fita simples está sujeito a mutações em uma frequência mais elevada do que o DNA de fita dupla. Além disso, o posicionamento dos nucleossomas e a força de interação DNA-histonas interfere também no acesso ao DNA das enzimas de reparo do DNA.

Além disso, mecanismos epigenéticos são eficientes em inibir o movimento dos elementos genéticos móveis. Os elementos genéticos móveis podem interromper a atividade de um gene ou alterar a sua expressão, a depender do local onde um elemento móvel seja inserido no genoma. Por inibir o movimento dos elementos genéticos móveis, os mecanismos epigenéticos controlam, ao menos em parte, mutações derivadas do movimento desses elementos. E acreditamos hoje que alguns dos mecanismos epigenéticos promoveram um aumento do fitness como resultado da sua capacidade de suprimir o movimento dos elementos móveis no genoma e foram, portanto, favorecidos pela seleção natural.

Talvez a contribuição mais fascinante dos mecanismos epigenéticos para a evolução do genoma esteja na sua influência sobre a retenção de genes duplicados. Não há dúvidas de que a duplicação gênica é um importante processo evolutivo, além de ser um fenômeno bastante comum em praticamente todos os genomas estudados até hoje. E devido à redundância funcional entre o gene duplicado e o gene original, um resultado comum da duplicação gênica é o acúmulo de mutações que tornam uma das cópias não funcional. Assim, um dos passos principais para a manutenção de genes duplicados no genoma é a retenção inicial das duas cópias logo após a duplicação. E os processos epigenéticos fornecem um mecanismo pelo qual o silenciamento de genes duplicados pode proteger esses genes da seleção natural, aumentando sua probabilidade de retenção. Marcas epigenéticas são capazes de reduzir a expressão dos genes duplicados, prevenindo também a produção de um possível fenótipo com efeitos negativos sobre o fitness, isto é, sobre o sucesso reprodutivo do indivíduo. Os dados experimentais até então apoiam essa ideia: os padrões epigenéticos de genes duplicados e de genes de cópia única são distintos, e entre os genes duplicados, uma das cópias frequentemente exibe uma maior quantidade marcas epigenéticas, o que resulta também em diferenças na expressão das duas cópias.

Quanto mais nos debruçamos sobre os genomas dos vários organismos, hoje já sequenciados, percebemos a importância dos mecanismos epigenéticos na produção dos padrões evolutivos que observamos em seus genomas. Os mecanismos epigenéticos estão envolvidos não apenas no estabelecimento de padrões de expressão gênica, mas também na evolução molecular dos eucariotos. Precisamos, assim, de uma visão da evolução orgânica que seja abrangente o suficiente para levar em consideração os mecanismos epigenéticos, assim como vimos fazendo nas últimas décadas com os mecanismos do desenvolvimento. Não se trata, assim, de negar os mecanismos evolutivos já bastante estabelecidos, como a seleção natural ou a deriva genética, mas sim, como sugeriram Danchin e colaboradores, de construir uma síntese evolutiva ainda mais inclusiva.

Ana Almeida

California State University East Bay (CSUEB)

Para saber mais:

Entrevista com a cientista Eva Jablonka, na Revista do Instituto Humanitas Unisinos On-line. 2009. Epigenética e a teoria da evolução: suas compatibilidades.

Danchin E, Pocheville A, Rey O, Pujol B, Blanchet S. 2019. Epigenetically facilitated mutational assimilation: epigenetics as a hub within the inclusive evolutionary synthesis. Biol. Rev. 94, 259–282.

Feng JX, Riddle NC. 2020. Epigenetics and genome stability. Mamm. Genome 31, 181–195.

Makova KD, Hardison RC. 2015 The effects of chromatin organization on variation in mutation rates in the genome. Nat. Rev. Genet. 16, 213–223.

Schrader L, Schmitz J. 2019. The impact of transposable elements in adaptive evolution. Mol. Ecol. 28, 1537–1549.

Percharde M, Sultana T, Ramalho-Santos M. 2020. What doesn’t kill you makes you stronger: transposons as dual players in chromatin regulation and genomic variation. Bioessays 42, 1900232.

O pato que pode não voar

No final do ano de 1832, Charles Darwin estava nas Ilhas Malvinas, no extremo sul do continente americano, quando escreveu em seu diário de viagem: “Nessas ilhas, um grande pato … é muito abundante… Suas asas são muito pequenas e fracas para permitir o voo, mas com sua ajuda, parcialmente nadando e parcialmente batendo na superfície da água, eles se movem muito rapidamente…. Esses patos desajeitados e cabeçudos fazem tanto barulho e respingos que o efeito é extremamente curioso.” Em seguida, reflete sobre duas outras aves que havia conhecido na sua viagem e que também não usavam suas asas para voar: emas e pinguins. A ideia de descendência com modificação começava a decolar na sua cabeça.

Embora todas as aves modernas tenham evoluído de ancestrais voadores, várias espécies não voam. Nossas emas, como observou Darwin, estão adaptadas à vida nos cerrados, caatingas e campos, onde correm com suas pernas fortes e asas pequenas. Pinguins “voam” debaixo d’água, com asas transformadas em nadadeiras, ossos pesados e penas que mais parecem escamas. Elas evoluíram de ancestrais voadores, há mais de 60 milhões de anos, e não possuem parentes próximos vivos que nos permitam investigar os detalhes da transição para uma vida longe dos céus.

Os patos que Darwin viu nas ilhas Malvinas oferecem um melhor caso para investigar essas transições. Eles são chamados de quetru (ketru significa pato na língua do povo mapuche) ou patovapor em espanhol e steamer em inglês (em referência aos antigos barcos à vapor com pás laterais). Existem quatro espécies, que pertencem ao gênero Tachyeres (Figura 1). O mais comum é T. patachonicus ou quetru voador, que habita todo o sul da América do Sul, incluindo rios e lagos do interior. As outras três espécies são costeiras e não voam: T. pteneres habita a costa do Chile, pelo lado do Pacífico, T. leucocephalus habita a costa atlântica da Argentina, e T. brachypterus habita as ilhas Malvinas e provavelmente foi a espécie que divertiu o jovem Darwin. As quatro espécies são muito parecidas, sendo difícil identificá-las na água. A principal diferença está no corpo menor e nas penas mais longas das asas e do rabo do quetru voador.

Figura 1: as quatro espécies de Tachyeres (modificado de birdsoftheworld.org).

Em 2012, Fulton e colaboradores compararam o DNA das quatro espécies e fizeram duas descobertas importantes. As espécies não-voadoras não estão mais relacionadas entre si, mas perderam a capacidade de voar independentemente, e indivíduos voadores encontrados nas ilhas Malvinas não são quetrus voadores (T. patachonicus), mas T. brachypterus capazes de voar. Quer dizer, a espécie que habita as ilhas Malvinas tem indivíduos voadores e não-voadores. Já se conhecia uma situação inversa, que alguns machos grandes de quetru voador (T. patachonicus), que habitam ilhas do extremo sul do continente, não são capazes de voar.

Esses dados confirmam dois aspectos importantes na transição evolutiva a espécies não-voadoras. Ela ocorre como um evento variacional em uma população com indivíduos voadores e não-voadores, e em um contexto ecológico que permite e facilita um modo de vida não-voador. Esse contexto é encontrado frequentemente em ilhas isoladas, sem mamíferos terrestres, quando colonizadas por espécies que não dependem do voo para se alimentar. O biguá das Galápagos e o Dodô da ilha de Maurício são dois exemplos famosos (ambas extintas com a chegada de humanos e animais domésticos às ilhas).

Patos têm ainda outra característica que pode facilitar a perda do voo. Asas possuem penas longas e assimétricas especializadas, chamadas de primárias, que a maioria das aves renova uma por vez para não perder a capacidade de voar. Patos renovam anualmente todas as penas primárias de uma vez e não podem voar por aproximadamente um mês. Isso é possível porque a maioria das espécies tem um estilo de vida que permite se alimentar e se proteger sem voar. De fato, patos não voadores evoluíram outras vezes no arquipélago do Havaí (todas extintas recentemente) e em ilhas subantárticas ao sul da Nova Zelândia (duas espécies ameaçadas de extinção).

Mais recentemente, Campagna e colegas sequenciaram os genomas de 59 indivíduos das quatro espécies de patos em busca das causas da variação na capacidade de voo. Eles não encontraram regiões do genoma claramente associadas à perda do voo e reconheceram que a variação poderia não ser genética. Por exemplo, poderia estar associada à alimentação e aos seus efeitos no tamanho do corpo e comprimento das penas. Outra possibilidade é que as espécies não-voadoras tenham o desenvolvimento das asas atrasado, resultando em uma relação peso/área da asa insuficiente para voar no adulto.

Quase trinta anos depois de ver os patos quetrus pela primeira vez, Charles Darwin escreveu em a Origem das Espécies que “Quando vemos qualquer estrutura altamente aperfeiçoada para qualquer hábito em particular, como as asas de uma ave para voar, devemos ter em mente que os animais que apresentam graus de transição iniciais da estrutura raramente continuarão a existir até os dias de hoje”. Os patos quetrus são uma dessas raras oportunidades para investigar uma transição evolutiva inicial. Embora ainda não exista uma resposta clara, os dados até agora indicam mecanismos variados, bem ao gosto do velho Darwin.

João Francisco Botelho (PUC de Chile)

Para saber mais:

Campagna, L., McCracken, K.G. and Lovette, I.J. (2019), Gradual evolution towards flightlessness in steamer ducks*. Evolution, 73: 1916-1926

Fulton, T. L., Letts, B., & Shapiro, B. (2012). Multiple losses of flight and recent speciation in steamer ducks. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 279(1737), 2339-2346.

Livezey, B. C., & Humphrey, P. S. (1986). Flightlessness in steamer‐ducks (Anatidae: Tachyeres): its morphological bases and probable evolution. Evolution, 40(3), 540