Tópico: Platynereis dumerilii e os caminhos da evolução

[APODman]

Platynereis dumerilii

O pequeno verme acima é capaz de dizer mais sobre nós mesmos do que qualquer livro sagrado da Humanidade. Abaixo estão comentadas apenas algumas das pesquisas em que ele nos ajudou a elucidar a provável rota evolucionária de mecanismos e estruturas que hoje são essenciais a todos nós.


O grupo de pesquisa de Detlev Arendt, que tornou-se muito conhecido após demonstrar que a espécie de verme marinho Platynereis dumerilii possuia olhos primitivos o ajudou compreender - senão acabou de solucionar - o problema de como estas estruturas complexas surgiram através de evolução natural, parece ter dado mais uma bola dentro.

"Cérebros modernos podem ter núcleo antigo"

Neurônios multifuncionais que sentem o ambiente e liberam hormônios são a base evolucionária de nossos cérebros

Hormonios controlam o crescimento, metabolismo, reprodução e muitos outros processos biológicos complexos.

Em humanos, e todos os vertebrados, os sinais químicos são produzidos por centros especializados no cérebro como o hipotálamo e secretado na corrente sanguinea que o distribui ao redor do corpo. Pesquisadores do European Molecular Biology Laboratory (EMBL) agora revelam que o hipotálamo e seus hormônios não são invenções puramente dos invertebrados, mas eles possuem uma raiz evolucionária em vermes marinhos ancestrais.

Na edição do jornal Cell desta semana eles reportam que os centros de secreção hormonal no cérebro são muito mais antigos do que o esperado e provavelmente evoluíram de células multifuncionais do último ancestral comum de vertebrados, moscas e vermes.
 
Hormonios na maioria das vezes possuem efeitos lentos, amplos ( afetam todo o corpo ) e de longo termo, atuando como um complemento perfeito o rápido sistema nervoso dos vertebrados. Tb insetos e vermes nematóides liberam seus hormônios para transmitir informação, mas  rendering them the perfect complement to the fast and precise nervous system of vertebrates.

“O que se pensava era que os centros cerebrais de secreção hormonal surgiram depois que os ramos evolutivos de vertebrados e invetebrados terem divergido”, diz Detlev Arendt, cujo grupo estuda o desenvolvimento e evolução do cérebro na EMBL. “Mas quando hormônios do tipo dos vertebrados são encontrados em vermes anelídeos e moluscos isto indica que que estes centros podem ter surgido muitos antes do que esperavamos”.

O cientista Kristin Tessmar-Raible do laboratório de Arendt comparou diretamente dois tipos de células nervosas secretoras de hormônios em um peixe-zebra, um vertebrado, e o verme anelídeo Platynereis dumerilii, e encontrou algumas incríveis similariedades. Não somente ambos tipos de células localizam-se nas mesmas posições no cérebro durante o desenvolvimento cerebral das duas espécies, mas tb eles parecem similares e dividem a mesma composição. Uma destes tipos de célula secretam vasotocina, um hormônio que controla a reprodução e o balanço hídrico do corpo, o outro secreta o hormônio chamado de RF-amida.

Cada tipo de célula possui uma “impressão digital” molecular única – uma combinação de genes regulatórios que estão ativos na célula e dão a ela sua identidade. As similariedades entre as impressõess digitais das céluls secretoras de vasotocina e de RF-amida nos peixe-zebras e nos Platynereis são tão grandes que é muito difícil de se explicar apenas por coincidência. Ao invéz disto indicam uma origem evolutiva  comum as células. “É provável que eles já existiam nas Urbilateria, o último ancestral comum de vertebrados, insetos e vermes.” explica Arendt.

Ambos os tipos de células estudados em Platynereis e peixez são multifuncionais: eles secretam hormônios e o mesmo tempo possuem as mesmas propriedades sensoriais. A células secretoras de vasotocina contém um pigmento sensitivo a luz, enquanto a RF-amida parece ser secretada em resposta a certos compostos químicos. Os cientistas da EMBL agora assumem que os neurônios sensoriais multifuncionais estão entre os mais antigos tipos de neurônios. Seu papel era provavelmente de interpretar impressões sensoriais das modificações do ambiente marinho sobre o corpo do animal. Com o tempo estas células autônomas podem ter reunido-se e especilizado-se formando  centros cerebrais complexos como o hipotálamo dos vertebrados.

“Este achado revoluciona a maneira de como vemos o cérebro” diz Tessmar-Raible. “Sempre entendemos o cérebro como uma unidade de processamento, um pouco como um computador que integra e interpreta a informação sensorial que lhe é fornecida. Agora nós sabemos que o cérebro é, ele mesmo, um orgão sensorial e é assim desde tempos muito antigos.”

fontes:
- http://www.embl.org/aboutus/news/press/2007/29jun07/
- http://www.embl.de/emblGroup/researchReport/rr03_172.pdf


Em outra pesquisa recente descobriu-se que o Platynereis dumerilii nos mostra as bases evolucionárias dos mecanismos genéticos que guiam a diversificação celular na fase embrionária:

Nosso estudos deste organismo, um anelídeo poliqueta, um parente marinho das minhocas, tem provido insights fundamentais na origem evolucionária dos mecanimos genéticos que determinam como diferentes tipos de células são produzidas durante a embriogênese animal” diz o autor da pesquisa Stephan Q. Schneider, um pesqusiador de pós-doutorado no UO Institute of Molecular Biology.

O mecanismo genético, neste caso, é o caminho de sinalização de beta-catenina e sua regulação depois da divisão celular. Beta-catenina é um proteina celular que regula a proliferação celular e a comunicação entre as células.

“Este antigo mecanismo permanece como um aspecto central em todos os animais na atualidade e a disfunção deste mecanismo em humanos é associado com alguns tipos comuns de cancêres, incluindo o do colo do útero e melanomas" diz” diz Schneider.

Mais em: http://www.newswise.com/articles/view/531218/


Ainda a pesquisa sobre Introns em Platynereis dumerilii demonstram a que taxa a complexidade genética evoluiu:

"Nós concluimos que ao menos 2/3 dos introns humanos já existiam em nosso antigo ancestral", conclui o Dr Ferrier. "Isto mostra que ao invés dos genes tornrem-se mais complexos ao longo do curos da evolução, eles já eram bem complexos nos animais mais antigos. O uso do Platynereis irá nos ajudar a construir uma imagem do organismo que viveu a mis de 500 milhões de anos do qual a diversidade de formas de vida que vemos hoje evoluiu."

mais em: http://www.embl.org/aboutus/news/press/2005/press25nov05.html



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