Da oviparidade à viviparidade… e de volta à oviparidade!

Alguns pequenos lagartos colonizaram a Cordilheira dos Andes e vivem a mais de 4000 metros de altura. Eles pertencem a um gênero chamado Liolaemus, formado por dezenas de espécies que existem apenas no sul da América do Sul (com exceção de uma espécie que habita as praias do estado do Rio de Janeiro, onde é conhecida como lagarto-da-areia).

A grande diversidade de Liolaemus está associada, justamente, ao surgimento da Cordilheira dos Andes. As novas montanhas, que começaram a se formar há 30 milhões de anos, fragmentaram o ambiente em vales, planaltos e picos, onde populações isoladas se adaptaram e formaram novas espécies. Em um caso de radiação evolutiva similar ao que ocorreu em arquipélagos como Galápagos e Havaí, diferentes montanhas foram ocupadas por diferentes espécies de Liolaemus, que se adaptaram independentemente ao frio e à aridez da altitude. Continue Lendo “Da oviparidade à viviparidade… e de volta à oviparidade!”

Vida em redes

Já pensou em reduzir sua rede social? Anda por acaso com fobia de likes? Mensagens de sua querida tia-avó nem ainda lidas te deixam em pânico? Tranquilize-se: fiz um grupo de Whatsapp para pessoas como você … e são milhares …

Estamos na era da hiperconectividade. Estar conectado é condição de sobrevivência: tenho amigos que não suportam a ideia de ir a lugares remotos, não por conta do mundo selvagem que irão encontrar, mas por conta da falta de sinal no celular. Algumas horas desconectado e tudo pode acontecer, você pode perder a mensagem de zap mais poderosa do dia, você pode ficar por fora da piada do momento, pior: você pode passar a ser a piada do momento … mais que isso: em um mundo onde seu número de telefone não é segredo para mais ninguém, onde pessoas disfarçadas de empresas, e empresas disfarçadas de pessoas, te enchem de mensagens carinhosamente indesejadas, bulir com os outros passou a ser a regra, o normal do jogo, e querer privacidade virou careta.

Para que tanta conectividade? Chimpanzés mais conectados, com interações sociais com maior número de indivíduos do grupo, têm maior aptidão biológica (conceito que alguns insistem nomear pela palavra inglesa, fitness, que significa, precisamente, aptidão), e jovens babuínos com mães também conectadas sobrevivem mais e melhor. Besouros centrais em uma rede de relações se reproduzem mais que os periféricos, e machos golfinhos centrais na rede de relações do grupo vivem mais. Parece que, afinal, estar bem conectado, ser o centro de um grupo, não é de fato algo muito ruim. Mas entre os animais não humanos estas posições centrais na rede de relações são alvo de disputa física, de jogos de poder nos quais coalizões se formam para a derrubada de um líder. Enfim, em algum momento o sangue vai rolar, as lágrimas vão surgir, e o mais forte vai tomar o poder. Mas e entre nós, humanos? À primeira vista, estes jogos de força bruta ficaram restritos ou à nossa juventude, ou a conflitos entre países e povos, com exércitos armados, um jogo de poder muito institucionalizado e inteiramente abstrato, um tipo de conflito muito distante do que nossos parentes animais costumam fazer.

Sem o confronto direto certificando o vitorioso, o que estrutura nossas redes sociais no dia a dia? Se cada um dos sete bilhões de seres humanos quiser ser o centro das atenções, chamando para si saraivadas de curtidas (que insistem em chamar de likes), milhares de comentários, toneladas de novas amizades e infinitos emoticons, sem que haja nenhuma certificação concreta das habilidades reais dos participantes, corremos o risco de criar redes que refletem apenas esta sede cega por conexão, cujo sentido seria passar adiante toneladas de informação sem sentido (penso aqui nos milhares de youtubers de 12 anos de idade bombando com vídeos de maquiagem, ou receita de gelatinas que, insistem, chamam-se slime).

Mas o que seria afinal uma rede de conexões eficiente? Por exemplo, genes formam redes de interação (gene A ativa gene B, que reprime gene C, que juntamente com o gene E ativam o gene A, e assim por diante) que são estruturadas de tal forma que nem mutações e nem mudanças no ambiente alteram o seu correto funcionamento. Isto é ser uma rede com uma estrutura eficiente: ela é robusta, ela não se altera frente a perturbações, ou seja, ela continua produzindo bons resultados (modulando algum aspecto da fisiologia) mesmo em condições adversas. Pensemos, por exemplo, no que seria uma eficiente rede de museus: seria uma rede tal que, quando um destes museus, por exemplo, o Museu Nacional do Rio de Janeiro, pega fogo, os restantes têm material suficiente para recompor rapidamente a perda. Será que nossas redes são eficientes?

Como podemos, afinal, fazer uma rede social eficiente? Em um estudo recente com várias espécies de primatas, incluindo os primatas humanos, Cristian Pasquaretta e um séquito de 20 colaboradores desvendaram o truque. Primeiro, precisamos pensar em quem estrutura a rede. Se a rede é estruturada a partir dos benefícios (maior informação) e desvantagens (maior risco de infecção por parasitas como vírus) que ela provê ao indivíduo, pode até ser que a conectividade não seja selecionada. Já quando o que estrutura a rede são os benefícios e as desvantagens para o grupo (caça coletiva, ataque a outros bandos), o resultado, a estrutura final da rede, pode ser muito diferente. Cultura, cooperação e coordenação de atividades são muito importantes para muitos primatas, e tais atividades coletivas podem afetar e ser afetadas pela estrutura da rede de comunicação do grupo.

Pasquaretta mostra que, para se ter uma rede de comunicação eficiente, é necessário inteligência. A eficiência global da rede aumenta com a razão neocortical da espécie; traduzindo: espécies mais inteligentes constróem redes de interação mais eficientes. Se indivíduos inteligentes organizarem sua rede de relações de modo a obter o máximo de informação social, a rede como um todo pode ficar mais eficiente. Pode haver seleção natural da capacidade dos indivíduos de extrair informação social, fazendo com que eles, com o tempo, passem a focar sua atenção nos indivíduos mais inovadores ou bem sucedidos do grupo. Dessa forma, a seleção natural poderia atuar de modo a formatar aspectos da relação entre os indivíduos, mas apenas na medida em que estas relações forem vantajosas para os mesmos.

Uma organização social mais igualitária, com menor hierarquização, também aumenta a eficiência da rede social. Quanto maiores as diferenças entre os indivíduos na sua centralidade (quanto maior a hierarquia nas relações), menos a informação flui eficientemente no sistema. Sistemas sociais menos centralizadores são preferíveis quando o objetivo é aumentar a eficiência da rede. A existência de indivíduos superconectados pode até aumentar a velocidade de transmissão de informação, mas uma rede menos centralizada, menos dominada por estes indivíduos super-disseminadores, é importante para reduzir o espalhamento de informações falsas. Em um outro nível, simulações mostram que a eficiência global da rede tem um pico em valores intermediários de modularidade, ou seja, as redes mais eficientes na transmissão de informação não são aquelas dominadas por um único grupo, nem aquelas pulverizadas em miríades de pequenos subgrupos, e sim aquelas com um número intermediário. Finalmente, tamanho é documento. Redes pequenas são mais eficientes: grupos de 100 indivíduos são de duas a três vezes mais eficientes do que grupos de 1000 indivíduos.

Isto tudo nos devolve ao que vem ocorrendo em nossas redes sociais virtuais. Primeira lição: a inteligência tem que prevalecer, não apenas porque isto melhora a estrutura da rede, mas também porque isto ajuda a barrar a disseminação de notícias falsas. Mas para barrar as notícias falsas (que alguns insistem em chamar de fake news), o mais importante de tudo parece ser diminuir o efeito de agentes infecciosos, digo, diminuir o número de indivíduos hiperconectados. Se com poucas conexões a notícia chega a todos, temos pouca oportunidade de verificação dos dados, e é por isso que uma rede menos hierárquica é mais eficiente. Finalmente, nossas redes sociais não deveriam crescer muito, pois isto diminui dramaticamente a eficiência da rede. Mas tudo isso seria importante discutirmos apenas se quiséssemos diminuir a circulação de notícias falsas. Queremos?

Hilton F. Japyassú

NuEVo – Núcleo de Etologia e Evolução
Instituto de Biologia
Universidade Federal da Bahia

 

Para saber mais:

Pasquaretta, Cristian, et al. “Social networks in primates: smart and tolerant species have more efficient networks.” Scientific reports 4 (2014): 7600.

Gilby, I. C. et al. Fitness benefits of coalitionary aggression in male chimpanzees. Behav. Ecol. Sociobiol. 67, 373–381. 10.1007/s00265-012-1457-6 (2013).

Silk, J. B., Alberts, S. C. & Altmann, J. Social bonds of female baboons enhance infant survival. Science 302, 1231–1234. 10.1126/science.1088580 (2003).

Formica, V. A. et al. Fitness consequences of social network position in a wild population of forked fungus beetles (Bolitotherus cornutus). J. Evol. Biol. 25, 130–137. 10.1111/j.1420-9101.2011.02411.x (2012).

Stanton, M. A. & Mann, J. Early Social Networks Predict Survival in Wild Bottlenose Dolphins. PLoS ONE 7, e47508. 10.1371/journal.pone.0047508 (2012).

Leclerc, R. D. Survival of the sparsest: robust gene networks are parsimonious. Mol. Syst. Biol. 4. 10.1038/msb.2008.52 (2008).

Informação em um mundo de sentidos

Andamos ainda um pouco pasmos, aturdidos mesmo com a quantidade de informação que, de repente, passamos a estocar avidamente nas nuvens, na terra, nas águas, em qualquer lugar onde consigamos encaixar chips de silício. Guardamos as fotos de um jantar com amigos, os vídeos de momentos à sombra de coqueiros, os pores de sol de nossos dias, os amores de nosso caminho, replicamos a vida em todas as mídias, preservando-a cuidadosamente das areias do tempo, de nosso fatal esquecimento, colonizando com nossa fundamental presença este ecossistema virtual, essa recém nascida rede de computadores (um bebê, nem ainda 30 anos). Mesmo quando insistimos em gestar, parir e fazer crescer toda uma era informacional, muitos ainda se perguntam sobre o sentido de tanta informação. Poderá essa imensidão de informação, por exemplo, ser um dia encontrada por arqueólogos do futuro, alienígenas de um novo tempo, que conseguirão, quem sabe, dar finalmente um sentido a todo este frenesi informacional em que se debate a humanidade? Ou será o sentido deste frenesi finalmente vendido em pequenas parcelas mensais pelo bruto, cru e endeusado mercado econômico, que passará a saber mais que nós mesmos acerca de nossos mais recônditos sonhos e desejos? Continue Lendo “Informação em um mundo de sentidos”

Os micróbios estão no comando!

Quanto mais pesquisamos, mais somos surpreendidos pelo fascinante mundo microbiano. Essa semana, cientistas publicaram o resultado de pesquisas sugerindo que a presença de determinada espécie de bactéria no trato gastrointestinal de moscas-de-fruta é capaz de alterar o padrão de locomoção desses organismos.

O nosso sistema digestivo é um clássico exemplo de um ambiente altamente parasitado. Em média, o nosso sistema digestivo é habitado por mais de dez trilhões de microrganismos, uma quantidade de células 10 vezes maior do que o número de células humanas em nosso corpo, e possuindo 150 vezes o número de genes presentes em nosso genoma. Causadores de variados transtornos gastrointestinais, bactérias, fungos e protistas, habitantes comuns do trato gastrointestinal de todos nós, foram vistos, por muitas décadas, como parasitas indesejados. Mais recentemente, no entanto, o papel desses organismos tem se transformado. Continue Lendo “Os micróbios estão no comando!”

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”

A doce vida na colônia

Animais frequentemente apresentam algum nível de organização social, formando desde casais e famílias, até todos os coletivos que estudamos na escola primária: cardume, bando, alcateia, matilha, manada, etc. O nível mais derivado de organização social é chamado de eusocial e também tem alguns coletivos:  colmeias, para abelhas, e colônias, para formigas.  A principal característica das eusociedades é a separação entre indivíduos reprodutores, como as abelhas e formigas rainhas, e indivíduos estéreis, como as abelhas operárias e as formigas soldados.

Abelhas, formigas e marimbondos são insetos himenópteros que se tornaram eusociais independentemente. Eles evoluíram de ancestrais similares a vespas solitárias que, ao contrário da maioria dos insetos, cuidavam e alimentavam suas crias em ninhos. O primeiro passo evolutivo teria sido a manutenção de mais de uma geração de adultos no ninho, alguns colocando ovos e outros ajudando a criar as larvas. Esta organização ainda está presente em várias espécies de himenópteros. A eusocialidade teria evoluído quando a maturação sexual das gerações mais jovens foi reprimida, cabendo a um único indivíduo produzir todos os ovos.

Há muitos anos os pesquisadores sabem que a quantidade e qualidade da comida têm um papel importante na divisão entre reprodutores e estéreis. Larvas de abelhas alimentadas com geleia-real, por exemplo, se tornam abelhas rainhas. Mas quais são os mecanismos fisiológicos e moleculares que regulam a diferenciação?

Cientistas trabalhando nos Estados Unidos e na Alemanha compararam todos os genes expressados nos cérebros de indivíduos reprodutores e estéreis de sete espécies de formigas. Eles encontraram que a expressão de um único gene, uma das versões da nossa insulina em insetos, chamada de insulin-like peptide 2 (ilp2), estava aumentada nos indivíduos reprodutores em relação aos indivíduos estéreis das sete espécies analisadas. A insulina regula o metabolismo de açúcar e sua produção tem efeito direto no estado nutricional.

Os pesquisadores então escolheram estudar uma espécie de formiga que não possui formiga-rainha, mas na qual as formigas operárias alternam uma fase não-reprodutiva, em que alimentam as larvas, com uma fase reprodutiva, quando já não há mais larvas na colônia. Eles mostraram que a expressão de insulina em uma região do cérebro das formigas dependia da presença de larvas. Cada vez que as larvas eram retiradas da colônia, aumentava a expressão de insulina no cérebro, resultando na produção de mais ovos.  Também mostraram que, quando injetadas com insulina artificial, as formigas passavam a produzir ovos.

Ainda não se sabe como as larvas reprimem a produção de insulina nos adultos, levando à atrofia dos ovários. Mas como as condições nutricionais eram as mesmas, o resultado indica que a via de sinalização de insulina passou a ser usada para a comunicação entre larvas e adultos. Um hormônio que tinha uma função metabólica individual passou a participar na organização social, como se a colônia fosse um superorganismo composto não por células, mas por indivíduos.

A metáfora do superorganismo, explorada tantas vezes pelos estudiosos das eusociedades, ganhou ainda mais força com outro estudo recentemente disponibilizado em BioRxiv, mostrando que a geleia produzida por abelhas rainhas e operárias contém moléculas de RNA ativas que são passadas às larvas durante a alimentação.  Quando ingeridas, estas moléculas inibem a produção de certas proteínas até a vida adulta. Como as moléculas de RNA na geleia das operárias são diferentes das moléculas presentes na geleia produzida pelas rainhas, os autores sugerem que elas têm um papel na organização social da colmeia.

Durante a história da vida na terra, seres unicelulares originaram animais compostos por diferentes tipos celulares e cuja reprodução passou a depender de células especializadas. Nesta grande transição evolutiva a seres multicelulares, proteínas previamente existentes passaram a ser usadas para comunicação e adesão intercelular. A emergência de espécies eusociais mostra que neste jogo de reutilização de vias moleculares dá para ir ainda mais longe.

João F. Botelho (Yale University)

Para saber mais:

Chandra V, Fetter-Pruneda I, Oxley PR, Ritger AL, McKenzie SK, Libbrecht R, et al. Social regulation of insulin signaling and the evolution of eusociality in ants. Science. 2018;361(6400):398-402.

Maori E, Garbian Y, Kunik V, Mozes-Koch R, Malka O, Kalev H, et al. A transmissible RNA pathway in honey bees. bioRxiv. 2018.

Peters RS, Krogmann L, Mayer C, Donath A, Gunkel S, Meusemann K, et al. Evolutionary History of the Hymenoptera. Curr Biol. 2017;27(7):1013-8.

De humanos a formigas: o ínfimo infinito

Na interface entre o indivíduo e o coletivo existimos. Dificilmente seríamos viáveis em isolamento social. Se vez em sempre desejamos a paz das montanhas, a quietude de um por de sol, ou a solenidade de um céu carregado de estrelas, o estar apenas conosco trazendo ganhos de entendimento sobre nós mesmos, o mesmo não vale para uma vida inteira.

Crescemos sociais em vários níveis, seja no interior da família, das amizades concretas, da vizinhança, num crescente vertiginoso até o todo fora das amizades virtuais: onde quer que estejamos, podemos mesmo dizer que não estamos sós nunca, haja visto o esforço que requer a meditação, o treino intenso para amainar essa gritaria interna do mundo de vozes que nos pensa.

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