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quinta-feira, 23 de dezembro de 2010

Dados matam consenso sobre a gênese africana do homem

Reinaldo José Lopes

Fonte: Folha de S. Paulo
http://www1.folha.uol.com.br/ciencia/850176-dados-matam-consenso-sobre-a-genese-africana-do-homem.shtml

Com um punhado de "papers" (artigos científicos) publicados ao longo deste ano, o sueco Svante Pääbo e seus colegas embolaram o que parecia ser um consenso dos mais consolidados no estudo da evolução humana.

E o mais irônico é que Pääbo foi um dos arquitetos desse consenso. Ao longo dos anos 1990 e 2000, parecia cada vez mais claro que as raízes do Homo sapiens eram africanas, e só africanas.

Numa grande onda de expansão que teria começado há uns 60 mil anos, teríamos deixado o continente ancestral e varrido os chamados hominídeos arcaicos -neandertais e Homo erectus entre eles- da Eurásia.

A equipe do Instituto Max Planck ajudou a consolidar essa ideia ao obter DNA mitocondrial de vários espécimes neandertais e anunciar "desculpe, nenhuma pessoa hoje tem esse tipo de mtDNA".

GENE VERSUS GENTE

Por isso mesmo, Pääbo e companhia apostavam que a mestiçagem entre Homo sapiens e primos arcaicos era impossível ou, no máximo, irrelevante. Mas sabiam, como costuma dizer o bioantropólogo brasileiro Walter Neves, que "história de um só gene não é história de população". E o mtDNA equivale, na verdade, a um único gene.

Muitas pesquisadores contrários ao consenso, por isso mesmo, sentiram-se vingados com a confirmação dos cruzamentos entre H. sapiens e neandertais. Os dados de Denisova, porém, levam a coisa para outro patamar.

Afinal, se um hominídeo raro a ponto de ainda não ter sido identificado via fósseis pode legar genes para papuanos de hoje, é sinal de que a mestiçagem entre espécies pode ter sido relativamente comum nessa época.

É provável que muita gente não goste do fim do consenso por razões que passam raspando pelo ideológico. A hipótese da origem africana tinha, de fato, a vantagem de reforçar a ideia de uma origem comum, recente, para todas as pessoas vivas hoje -uma refutação genômica do racismo, digamos.

Nossas diferenças, pelo visto, vão um pouco mais fundo. Que seja -é uma boa razão para celebrá-las e para conviver com elas.

domingo, 17 de janeiro de 2010

O maior espetáculo da Terra

Daniel Lopes

Fonte: Blog Index
Dizer que o novo livro de Richard Dawkins é uma resposta aos criacionistas é diminuí-lo. Seria como afirmar que O mundo assombrado pelos demônios (1996), do Sagan, é uma mera resposta àqueles que acreditam em abdução em massa ou em aparições da Virgem Maria.

Não estou certo de que os criacionistas mereçam uma resposta. O que eles merecem, sempre, é uma simples pergunta - “Qual a sua alternativa?” -, para diversão geral da nação. É claro que The greatest show on Earth: The evidence for Evolution se ocupa em desmontar argumentos criacionistas - o que na maioria dos casos equivale a ensinar o bê-a-bá da biologia e rudimentos de geologia, física e química -, mas o principal do livro é o encanto que ele causa no leitor, a cada página. E olha que consigo me impressionar com esse livro (não acabei ainda) imediatamente após encerrar os belos ensaios de A Devil’s Chaplain: Reflections on hope, lies, science and love (2003)!

O que Dawkins faz é nos maravilhar com os encantos da evolução das espécies no silêncio dos milhões de anos; nos mostrar nosso grau de parentesco com todos os seres vivos do planeta; descrever pesquisas que comprovam o fato da evolução e de alterações significativas numa espécie e o surgimento de outras, mesmo dentro do tempo de vida médio de uma pessoa (como as pesquisas de John Endler com peixes que “calculam” a relação custo-benefício entre se camuflar demais e não ser predado, e se destacar de menos e não atrair fêmeas, e que, a partir dos “resultados” e do meio em que estão, dão origem a novos tipos de peixes), mesmo em laboratório (caso do estudo de Richard Lenski e equipe com a evolução bacteriana - clique aqui e leia a respeito).

Um livro para fechar com classe este Ano de Darwin. E que felicidade da Cia. das Letras traduzi-lo e publicá-lo com grande rapidez no Brasil - O maior espetáculo da Terra.

sexta-feira, 1 de janeiro de 2010

Evolution caught in the act: scientists measure how quickly genomes change

Stephan Ossowski, Korbinian Schneeberger, José Ingnacio Lucas-Lledó, Norman Warthmann, Richard M. Clark, Ruth G. Shaw, Detlef Weigel and Michael Lynch.

Fonte: Max Planck Society
http://www.mpg.de/english/illustrationsDocumentation/documentation/pressReleases/2009/pressRelease20091228/index.html

Publicado em 01/01/2010
Original work:
The rate and molecular spectrum of spontaneous mutations in Arabidopsis thaliana.
Science, January 1, 2010

Mutations are the raw material of evolution. Scientists at the Max Planck Institute for Developmental Biology in Tubingen, Germany, and Indiana University in Bloomington have now been able to measure for the first time directly the speed with which new mutations occur in plants. Their findings shed new light on a fundamental evolutionary process. They explain, for example, why resistance to herbicides can appear within just a few years.


Different mutants of Arabidopsis thaliana.

"While the long term effects of genome mutations are quite well understood, we did not know how often new mutations arise in the first place," said Detlef Weigel, director at the Max Planck Institute in Germany. It is routine today to compare the genomes of related animal or plant species. Such comparisons, however, ignore mutations that have been lost in the millions of years since two species separated. The teams of Weigel and his colleague Michael Lynch at Indiana University therefore wanted to scrutinize the signature of evolution before selection occurs. To this end, they followed all genetic changes in five lines of the mustard relative Arabidopsis thaliana that occurred during 30 generations. In the genome of the final generation they then searched for differences to the genome of the original ancestor.

The painstakingly detailed comparison of the entire revealed that in over the course of only a few years some 20 DNA building blocks, so called base pairs, had been mutated in each of the five lines. "The probability that any letter of the genome changes in a single generation is thus about one in 140 million," explains Michael Lynch.

To put it differently, each seedling has on average one new mutation in each of the two copies of its genome that it inherits from mum and dad. To find these tiny alterations in the 120 million base pair genome of Arabidopsis was akin to finding the proverbial needle in a haystack, says Weigel: "To ferret out where the genome had changed was only possibly because of new methods that allowed us to screen the entire genome with high precision and in very short time." Still, the effort was daunting: To distinguish true new mutations from detection errors, each letter in each genome had to be checked 30 times.

The number of new mutations in each individual plant might appear very small. But if one starts to consider that they occur in the genomes of every member of a species, it becomes clear how fluid the genome is: In a collection of only 60 million Arabidopsis plants, each letter in the genome is changed, on average, once. For an organism that produces thousands of seeds in each generation, 60 million is not such a big number at all.

Apart from the speed of new mutations, the study revealed that not every part of the genome is equally affected. With four different DNA letters, there are six possible changes—but only one of these is responsible for half of all the mutations found. In addition, scientists can now calculate more precisely when species split up. and its closest relative, Arabidopsis lyrata, differ in a large number of traits including size and smell of flowers or longevity: Arabidopsis lyrata plants often live for years, while Arabidopsis thaliana plants normally survive only for a few months. Colleagues had previously assumed that only five million years had passed by since the two species went their separate ways. The new data suggest instead that the split occurred already 20 million years ago. Similar arguments might affect estimates of when in prehistory animals and plants were first domesticated.

On a rather positive note, the results of the US-German team show that in sufficiently large populations, every possible mutation in the genome should be present. Thus, breeders should be able to find any simple mutation that has the potential to increase yield or make plants tolerate drought in a better manner. Finding these among all the unchanged siblings remains nevertheless a challenging task. On the other hand, the new findings easily explain why weeds become quickly resistant to herbicides. In a large weed population, a few individuals might have a mutation in just the right place in their genome to help them withstand the herbicide. "This is in particular a problem because herbicides often affect only the function of individual genes or gene products," says Weigel. A solution would be provided by herbicides that simultaneously interfere with the activity of several genes.

Turning to the larger picture, Weigel suggests that changes in the human genome are at least as rapid as in Arabidopsis: "If you apply our findings to humans, then each of us will have on the order of 60 new that were not present in our parents." With more than six billion people on our planet, this implies that on average each letter of the human genome is altered in dozens of fellow citizens. "Everything that is genetically possible is being tested in a very short period," adds Lynch, emphasizing a very different view than perhaps the one we are all most familiar with: that evolution reveals itself only after thousands, if not millions of years.

Como surgiram os dinossauros?

Alexander Kellner
Museu Nacional / UFRJ
Academia Brasileira de Ciências

Fonte: Ciência Hoje
http://cienciahoje.uol.com.br/colunas/cacadores-de-fosseis/como-surgiram-os-dinossauros
Publicado em 01/01/2010

Alexander Kellner apresenta em sua primeira coluna de 2010 o estado da arte na pesquisa sobre a origem do mais famoso grupo de répteis fósseis e mostra como novos achados estão ajudando a esclarecer essa questão.

Desenhos de dinossauros do Triássico, período a que pertencem os registros mais antigos desses animais (ilustração: Langer,M.C.; Ezcurra, M.D.; Bittencourt, J.S. & Novas, F.E. 2009. The origin and early evolution of dinosaurs. Biol. Rev. 84:1-56).

Vamos começar o ano em grande estilo. Além de convocar o leitor para eleger o principal achado da paleontologia em 2009 – a primeira vez que uma iniciativa desse tipo é realizada (veja paleocurta) –, nesta primeira coluna de 2010 abordaremos um dos temas mais interessantes da pesquisa sobre dinossauros: a sua origem.

O momento não poderia ser mais propício, pois nos últimos anos diversos novos fósseis foram encontrados, ajudando os pesquisadores a formular algumas hipóteses sobre quando e onde esses répteis surgiram. Em um grande esforço de apresentar os principais dados sobre essa discussão, colegas brasileiros e argentinos, coordenados por Max Langer (USP-Riberão Preto), publicaram uma extensa revisão sobre o tema na Biological Reviews.

O que é um dinossauro?

Nos últimos anos, a descoberta de novos fósseis ajudou os cientistas a formular hipóteses sobre quando e onde os dinossauros surgiram.

O ponto de partida para se estabelecer a origem dos dinossauros é determinar quais são as espécies que devem ser classificadas nesse grupo. Ao criar o termo Dinosauria (que pode ser traduzido como "répteis terríveis") em 1842, o paleontólogo inglês Richard Owen tinha apenas três gêneros em mente: Megalosaurus, Iguanodon e Hylaeosaurus.

Quase 170 anos mais tarde, temos mais de 500 gêneros com 1.000 espécies denominadas, das quais apenas cerca de 700 são consideradas válidas. Talvez o leitor se surpreenda um pouco com essa discrepância, mas o motivo é bem simples: em muitos casos, espécies foram estabelecidas com base em exemplares muito incompletos e fragmentados, cujo estudo posterior demonstrou não possuírem características capazes de permitir a distinção de uma espécie de outra.

O consenso entre os pesquisadores determina que, para ser considerado um dinossauro, o animal obrigatoriamente tem que pertencer a um de dois grupos: Saurischia ou Ornithischia.

As principais características que distinguem os dinossauros dos demais répteis (incluindo os dinossauromorfos basais, que reúnem espécies proximamente relacionadas aos dinossauros) são encontradas, sobretudo, na bacia, pernas e patas. Entre as mais facilmente identificáveis está a região da bacia (pélvis) onde se encaixa a perna, que é chamada de acetábulo. Enquanto os répteis primitivos possuem o acetábulo fechado, coberto por uma parede óssea, os dinossauros – tanto os saurísquios como os ornitísquios – têm o acetábulo perfurado. Até nas aves, que são consideradas dinossauros, pode-se observar um acetábulo perfurado.

Bacia (pélvis) de um réptil primitivo (A), um dinossauro ornitísquio (B) e um dinossauro saurísquio (C). A região onde se encaixa a perna, chamada de acetábulo (ac, em vermelho), é perfurada nos dinossauros, mas coberta por uma lâmina óssea nos répteis primitivos. O osso mais escuro é o púbis, voltado para trás nos ornitísquios (B) e para frente nos saurísquios (C), condição também encontrada nos répteis primitivos (A).

Quando, onde e quem?

Os registros mais antigos confirmados de dinossauros são provenientes de rochas do Triássico, com aproximadamente 230 milhões de anos. Os depósitos principais estão situados na Argentina (Formação Ischigualasto) e no Brasil (Formação Santa Maria). Restos de possíveis dinossauros triássicos foram encontrados em alguns outros países, mas são muito fragmentados, o que dificulta a sua identificação. Assim, o que se pode dizer é que a origem dos dinossauros provavelmente se deu na parte sul do supercontinente Pangeia (que reunia todos os continentes de hoje), talvez no Brasil ou na Argentina.

As principais formas argentinas são Herrerasaurus, Pisanosaurus e Eoraptor, enquanto as brasileiras são Staurikosaurus e Saturnalia. Porém, existem pegadas com cerca de 233 milhões de anos que poderiam pertencer a dinossauros, o que sugere que a origem desses répteis poderia ser ainda mais antiga.

Origem e domínio

Talvez o aspecto mais problemático de toda a discussão esteja centrado na seguinte pergunta: que tipo de réptil deu origem aos dinossauros? As pesquisas apontam que os "répteis terríveis" se desenvolveram a partir de animais relativamente pequenos, presentes em ambientes terrestres há aproximadamente 233 milhões de anos. Existem duas hipóteses concorrentes: esses ‘protodinossauros’ poderiam ser formas bípedes, tais como o Marasuchus, ou formas que se locomoviam (pelo menos em parte do tempo) sobre as quatro patas, como o Silesaurus.

Os cientistas discutem se a origem dos dinossauros se deu a partir de formas bípedes, como o ‘Marasuchus’ da Argentina (B), ou de formas quadrúpedes, como o ‘Silesaurus’ da Polônia (A). Ilustrações: ‘Marasuchus’ de Maurílio Oliveira (KELLNER, A.W.A. & CAMPOS, D.A. 2000. Brief review of dinosaur studies and perspectives in Brazil. An. Acad. Brasil. Ci. 72: 509-538); ‘Silesaurus’ de Jerzy Dzik (Dzik, J. 2003 A Beaked Herbivorous Archosaur with Dinosaur Affinities from the Early Late Triassic of Poland. J. Vert. Paleont. 23: 556-574).

Aliás, diga-se de passagem, este último dinossauromorfo basal foi um dos achados mais interessantes dos últimos anos. A descoberta de Silesaurus na Europa (Polônia) demonstra que os répteis que antecederam os dinossauros eram mais diversificados do que se supunha e não estavam restritos à América do Sul (como o Marasuchus da Argentina e o Sacisaurus do Brasil). Sempre é bom relembrar que, durante aquele tempo, os continentes estavam todos juntos (formando a Pangeia), o que facilitava a distribuição dos animais por áreas bem amplas.

Reconstrução de ‘Staurikosaurus pricei’, encontrado em rochas do Triássico da Formação Santa Maria, no Rio Grande do Sul. Essa forma brasileira é um dos mais antigos registros de dinossauros do mundo e surgiu antes do domínio desses répteis na Terra (ilustração: Maurílio Oliveira).

Com base no registro atual dos dinossauros, pode ser estabelecido que apenas cerca de 20 milhões de anos após o seu surgimento esses répteis começaram a dominar os ambientes terrestres. Esse domínio se deu por meio de formas herbívoras como o Plateosaurus da Europa e o Unaysaurus do Brasil e de espécies carnívoras como o Coelophysis e o Tawa da América do Norte – descoberto recentemente.

Mas um ponto parece curioso: apesar dos novos achados, os pesquisadores continuam indecisos com relação às duas hipóteses que procuram explicar o sucesso dos dinossauros. Esses répteis teriam sido mais bem adaptados às condições ambientais da época – particularmente por serem bípedes – ou então tiveram ‘sorte’ e passaram a ocupar nichos ecológicos abertos após a extinção de alguns competidores no final do Triássico?

As pesquisas continuam e, seguramente, as descobertas nos depósitos triássicos do Rio Grande do Sul vão contribuir bastante para as discussões relacionadas à origem dos "répteis terríveis".
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