Desenterrado Crânio de Crocodilo de 100 Milhões de anos

ScienceDaily, 16 de Julho de 2009

Paleontólogos fizeram a mais importante descoberta até então no sítio de Arcossauros de Arlington, um prolífico sítio de fósseis em North Arlington, no Texas. Um crânio partido de crocodilo provido de dentes de 6,5 centímetros que viveu aproximadamente há 100 milhões de anos foi desenterrado.

Interpretação artística de crocodilos e um dinossauro no sítio de Arcossauros de Arlington no que é agora o norte do Texas. Durante o Cretáceo (95 milhões de anos atrás); Woodbinesuchus e Protohadros podem ter tido a aparência assim no plano costeiro. (Crédito: Ilustração por Clinton Crowley, Cortesia UTA)

“Nós temos mais de 50 ossos expostos”, disse Derek Main, que lidera o projeto. “Eles são realmente impressionantes. O dente mede 6,5 centímetros e é mais largo que o meu polegar.”

Até agora, mais fósseis de dinossauros tem sido recuperados do sítio de Arcossauros de Arlington, onde excavações começaram há pouco mais de um ano, do que de qualquer outro sítio na área de Dallas-Fort Worth. O sítio repousa sobre rochas do Cretáceo, formadas há 95 milhões de anos quando Arlington era a principal praia de um gigantesco mar que dividia o continente.

O sítio tem abrigado fósseis de várias espécies de animais, incluindo dinossauros. Um esqueleto de um enorme dinossauro herbívoro “bico-de-pato” foi excavado da parte nordeste do sítio. Fósseis de crocodilos estão entre os mais comumente encontrados.

Main disse que o sítio é único porque é uma gigantesca excavação bem no meio de uma enorme região metropolitana e preserva muitos fósseis de variados animais. O sítio também possui fósseis de tartarugas, peixes pulmonados, peixes e tubarões. A excavação do sítio de Arcossauros de Arlington começou na primavera de 2008 quando o Grupo Hufflines obteve o devido e permitido acesso ao UT Arlington.

Traduzido e Adaptado de http://www.sciencedaily.com/releases/2009/07/090715102305.htm

Grupo de fósseis de dinossauros sugere que Triceratops era um animal social

ScienceDaily, 24 de Março de 2009

Até agora, pensava-se que o Triceratops era um tipo incomum entre seus parentes ceratópsios. Enquanto muitos ceratopsídeos – um grupo de dinossauros herbívoros que viveu durante o fim do Cretáceo – tem sido achados em enorme depósitos fossilíferos de muitos indivíduos, todos os fósseis de Triceratops conhecidos (por volta de 50) tem sido indivíduos solitários

Desenterrado: Esse jovem Triceratops está sendo escavado em Montana (Crédito: S. Brusatte)

Mas uma nova descoberta de um emaranhado de, pelo menos, três jovens na parte central-norte dos Estados Unidos, sugere que os três dinossauros chifrudos não eram apenas sociáveis, mas podem ter apresentado agregações únicas de jovens.

“Isso é muito emocionante”, diz Stephen Brusatte, um afiliado do Museu Americano de História Natural e doutorando da Universidade de Columbia. “Nós podemos dizer algo sobre como esses três dinossauros viveram. Curiosamente, o que nós achamos parece ser um padrão maior entre muitos jovens dinossauros que viveram e viajaram juntos em grupos.”

Em 2005, Brusatte e seus colegas acharam e escavaram um sítio que continha múltiplos Triceratops jovens em rochas de 66 milhões de anos de idade, no sudeste de Montana. A evidência geológica sugere que, pelo menos, três jovens foram depositados ao mesmo tempo por uma cheia local, e isso sugere que eles provavelmente viviam juntos quando o desastre ocorreu. Esse achado indica que jovens Triceratops congregavam em um pequeno rebanho, um comportamento social que vem sendo cada vez mais identificado em outros grupos de dinossauros, como o Psittacosaurus, um pequeno primo do Triceratops que viveu na Ásia.

“Nós não sabemos por que eles se agrupavam ou quanto tempo gastavam juntos”, diz Joshua Mathews do Burpee Museum of Natural History e da Northern Illinois University, que liderou o projeto. “Agrupar-se em um rebanho pode ter servido como proteção, e nosso palpite é de que eles não faziam isso o tempo todo.”

O sítiio foi descoberto em 2005 por Helmuth Redschlag, um voluntário do Burpee Museum. Redschlag, um fâ devoto do programa televisivo Os Simpsons, nomeou o conjunto de ossos de “Sítio do Homer”.

“É como concordar que esse grande, gordo e lento Triceratops será nomeado Homer Simpson depois,” diz Brusatte. “Mas mais que tudo, nós somos capazes de achar algo impressionantemente inesperado, mesmo que haja mais esqueletos de Triceratops do que qualquer outro dinossauro, e o sudeste de Montana tem sido um ótimo lugar pra se achar fósseis por centenas de anos.” As escavações no sítio Homer continuam, e a equipe do Burpee Museum espera encontrar fósseis adicionais de jovens Triceratops.

A pesquisa é publicada no Journal of Vertebrate Paleontology. Além de Matthew e Brusatte, também são autores: Scott Williams e Michael Henderson, também do Burpee Museum of Natural History e da Northern Illinois University.

Traduzido e Adaptado de http://www.sciencedaily.com/releases/2009/03/090324081431.htm

Origem de vertebrados mandibulados: Peixe fornece nova peça no quebra-cabeça da Evolução

ScienceDaily (19 de Janeiro de 2009)

Em um artigo da Nature, de 14 de Janeiro, o pesquisador Martin Brazeau, da Uppsala, descreve o crânio e a mandíbula de um peixe que viveu há aproximadamente 410 milhões de anos atrás. O estudo pode fornecer importantes pistas que levam à origem dos vertebrados mandibulados, e portanto, da nossa própria evolução.

O crânio e a mandíbula de um peixe que viveu há aproximadamente 410 milhões de anos: Ptomacanthus anglicus. (Crédito: Martin Brazeau, Universidade Uppsala)

Ptomacanthus anglicus foi um peixe mandibulado antigo que viveu no período Devoniano por volta de 410 milhões de anos atrás. Representa um tipo de peixe fóssil conhecido como “acanthodian”, que é caracterizado por uma aparência semelhante aos tubarões e uma espinha pontuda e afiada ao longo das pontas de todas as nadadeiras (exceto a da cauda). Esse grupo de antigos peixes mandibulados pode revelar algo importante sobre a origem dos vertebrados mandibulados (uma história que inclui nossa própria origem). Porém, suas relações com os vertebrados mandibulados modernos (e portanto sua importância evolutiva) são pobremente entendidos, acrescentando o fato de que nós conhecemos muito pouco sobre a estrutura interna de seu crânio.

“Para datar, nós temos dados detalhados de um genus Acanthodes, que ocorreu muito tarde da história acanthodian,” explica Brazeau.

Sua pesquisa apresenta detalhes na morfologia da caixa craniana do Ptomacanthus, que é mais que 100 milhões de anos mais velho que o Acanthodes. É uma morfologia radicalmente diferente do Acanthodes, que possui muitas implicações importantes nas relações dos acanthodians. A caixa craniana do Acanthodes parece assemelhar-se mais com aquela dos mais antigos vertebrados, a linhagem que, em última instância, inclui humanos e outros vertebrados terrestres. Por essa razão, é mais difícil dizer que os acanthodians partilharam um ancestral em comum com os vertebrados “cheios de espinhas” do que com tubarões. Porém, a caixa craniana do Ptomacanthus está mais relacionada àquela dos antigos peixes semelhantes à tubarões, e partilha muitas poucas características em comum com os Acanthodes e os vertebrados “cheios de espinhas”.

“Como conseqüência, os resultados indicam que o Ptomacanthus não era muito relacionado a tubarões, nem partilhava um ancestral comum com todos os vertebrados mandibulados modernos,” diz Brazeau.

Traduzido e adaptado de http://www.sciencedaily.com/releases/2009/01/090115103808.htm

Pêlo de Tigre da Tasmânia rende genes de espécies extintas

ScienceDaily (13 de Janeiro de 2009)

Todos os genes que o exótico Tigre da Tasmânia herdou apenas de sua mãe serão revelados por uma equipe internacional de cientistas em uma pesquisa que será publicada em 13 de Janeiro de 2009 na edição online do Genome Research. Os pesquisadores marcaram, com sucesso, a primeira sequência de genes desse marsupial carnívoro, que se parecia com um cachorro com listras de tigre e se extinguiu em 1936.

Essa é uma fotografia de dois thylacinus no Zoológico de Washington D.C, 1906. (Crédito: Fotografia por E.J.Keller, dos arquivos do Instituto Smithsonian (via Wikipedia))

A pesquisa também abre as portas para o largo e não-destrutivo uso de espécimes de museu para aprender por que mamíferos se extinguiram e como essa extinção pode ser evitada.

“Nosso objetivo é aprender como impedir que espécies em perigo se tornem extintas,” disse Webb Miller, um professor da Penn State, que leciona biologia, ciência da computação e engenharia, e é membro da equipe de pesquisa que inclui cientistas dos Estados Unidos, Suécia, Espanha, Dinamarca, Reino Unido, e Alemanha. “Eu quero aprender o quanto eu puder sobre por que mamíferos de grande porte se tornam extintos, porque todos os meus amigos são mamíferos de grande porte,” diz Miller. “Porém, eu espero que a publicação dessa pesquisa também irá reacender discussões sobre, possivelmente, trazer o extinto Tigre da Tasmânia de volta à vida.”

A pesquisa recai sobre uma nova tecnologia de sequenciamento de genes e métodos computacionais desenvolvidos por Miller e Stephan C. Schuster, um professor de bioquímica e biologia molecular na Penn State. O novo método involve extrair DNA do pêlo do espécime extinto, e não do osso, como era feito em estudos anteriores de espécies extintas. O trabalho da equipe revela que o pêlo é uma poderosa cápsula do tempo para preservar DNA através de longos períodos e sobre uma variada gama de condições. “Eu penso no pêlo como um santuário para DNA antigo”, diz Schuster. “Está tão bem selado que nem mesmo ar ou água conseguem penetrar no DNA guardado do lado de dentro. Mais importante ainda, bactérias não conseguem chegar ao DNA enquanto a estrutura do pêlo se mantém consistente.”

“Tigre da Tasmânia” é o nome popular para um thylacine extinto (o Thylacinus cynocephalus), que é mais proximamente relacionado com cangurus e coalas do que com cachorros e tigres. O último espécime conhecido morreu em um zoológico da Tasmânia em 1936. Thylacines têm atuado como protagonistas em discussõs sobre a possibilidade de trazer espécies extintas de volta à vida, mas apesar da disponibilidade de muitos ossos e outros restos, tentativas anteriores de ler o DNA do thylacine não foram bem sucedidas.

Miller, Schuster, e seus colegas foram os primeiros a reportar a longa sequência de genes de um animal extinto, o mamute peludo, em Novembro de 2008. Depois eles colaboraram com Anders Goetherstroem, na Universidade Uppsala, na Suécia, para mirar o Tigre da Tasmânica, porque, como o mamute, era um objetivo cobiçado dos pesquisadores de DNA antigo, que consideraram essa sequência impraticável devido à qualidade inadequada do DNA disponível dos espécimes. “A especulação era que a única razão pela qual nós pudemos retirar DNA do pêlo de mamute, era porque o mamute estava conservado em gelo no permafrost do Ártico, mas nosso sucesso com o Tigre da Tasmânia mostra que o pêlo pode proteger o DNA por longos períodos sob uma variedade de condições ambientais,” diz Schuster.

Em seu novo trabalho no Genome Research, Miller, Schuster, e seus colegas descrevem a sequência gênica mitocondrial de dois Tigres da Tasmânia, um do Museu Smithsonian e outro do Museu Sueco de História Natural. Um espécime foi preparado por um taxodermista como uma pele e o outro foi submergido em etanol. A equipe extraiu pequenas amostras de DNA do pêlo das duas espécies, e então usaram seus métodos para sequenciar cópias independentes de cada região da molécula de DNA de muitos diferentes fragmentos de DNA dos pêlos. Os cientistas asseguraram a alta fidelidade de seus resultados, determinando independentemente cada posição na sequência no máximo de 50 vezes.

Os cientistas sequenciaram todo o DNA das amostras de pêlo dos dois Tigres da Tasmânia, incluindo o DNA mitocondrial, que é o foco da pesquisa do Genome Research, e DNA nuclear, que a equipe pretende analisar em um trabalho futuro. “Esse estudo, em que nós sequenciamos o genoma mitocondrial completo da espécie thylacine, também mostra que é possível sequenciar o genome nuclear completo,” diz Schuster.

A nova sequência de genes permite que a equipe determine precisamente como o Tigre da Tasmânia está relacionado a outros marsupiais. Eles compararam as sequências ao sequenciamento do genoma mitocondrial de uma espécie referente vivente, um marsupial chamado Myremecobius fasciatus. “As duas sequências de thylacine eram extremamente similares uma com a outra, com apenas 5 diferenças em 15492 nucleotídeos,” Miller diz. Os pesquisadores dizem que essa similaridade sugere que, como as espécies se aproximavam da extinção, havia muito pouca diversidade genética para resisitr a bactérias e outros estresses ambientais. “Baixa diversidade genética aparece como um tema comum nas extinções de espécies que vêm sendo estudadas pela nossa equipe,” diz Schuster.

Myremecobius fasciatus

A pesquisa também revelou que duas sequências anteriores num arquivo público, ambas marcadas como genes mitocondriais de Tigre da Tasmânia, estavam incorretas. “Nosso espécime do Smithsonian era o macho descendente de um animal fêmea nomeado na fonte da informação mais antiga, então a sequência mitocondrial, que é herdada apenas da mãe, deveria ser idêntica, mas nossas análises mostraram mais de 10% de diferença.” diz Schuster.

O novo estudo mostra que os métodos pioneros na Penn State são potencialmente úteis para uma nova disciplina envolvendo a análise genômica de amostras originadas dos arquivos do museu, que Schuster chamou de “Museomics”. As coleções datadas em muitas centenas de anos e agora abrigadas no museu mundial de história natural é o tesouro da ciência,” diz Schuster. “Nós esperamos adicionar informação da sequência de DNA aos dados taxonômicos fornecidos por muitas dos importantes espécimes que definiram as espécies que conhecemos hoje em dia.”

A experiência da equipe nesse estudo indica que os diretores do museu podem ser colaboradores entusiásticos para os cientistas porque a análise do pêlo não danifica a aparência das coleções do museu. “Qualquer pêlo que cair de um espécime fornece material suficiente para sequenciar o DNA do animal,” diz Schuster. Em contraste, uma amostra de osso envolve deixar buracos na coleção do museu, o que os curadores se relutam a permitir. “As vantagens de obter DNA do pêlo faz o Museomics possível em uma escala maior,” diz Schuster.

Miller e Schuster disseram que seus planos de futuras pesquisas incluem estudos do único marsupial carnívoro que restou no mundo, o Diabo da Tasmânia. “Nossa pesquisa genética preliminar com o Diabo da Tasmânia indica que seu genoma pode ter, alarmantemente, menos diversidade genética do que o mamute peludo e o Tigre da Tasmânia quando eles se tornaram extintos, então nós, agora, direcionamos uma parcela de nosso programa de pesquisas para estudar o Diabo da Tasmânia na esperança de prevenir essa magnífica espécie mamífera da extinção.”

Essa pesquisa recebeu apoio financeiro da Universidade Penn State, da Fundação Gordon and Betty Moore, do Departamento de Saúde da Pennsylvania, e da Fundação Ramon Areces na Espanha.

Traduzido e adaptado de http://www.sciencedaily.com/releases/2009/01/090112201131.htm

Declínio de plâncton que engloba dióxido de carbono coincide com um antigo resfriamento global

ScienceDaily (12 de Janeiro de 2009)

A história evolutiva das diatomáceas – um plâncton oceânico abundante que remove bilhões de toneladas de dióxido de carbono do ar a cada ano – precisa ser reescrita, de acordo com um novo estudo de Cornell. As descobertas sugerem que após um repentino aumento no número de espécies, as diatomáceas declinaram abruptamente, em torno de 33 milhões de anos atrás – uma datação que coincide com um resfriamento global severo.

O estudo foi publicado em 8 de Janeiro na Nature.

O grupo de pesquisadores duvida da velha teoria de que o sucesso das diatomáceas estava atrelado a um influxo de nutrientes nos oceanos do aumento da terra gramada por volta de 18 milhões de anos atrás. Novas evidências de um estudo liderado pelo estudante graduado Dan Rabosky do Departamento de Ecologia e Biologia Evolutiva de Cornell e do Laboratório de Ornitologia de Cornell leva em conta um largo problema na paleontologia: os fósseis mais novos são mais fáceis de achar do que os fósseis mais antigos.

A história evolutiva das diatomáceas - um plâncton oceânico abundante que remove bilhões de toneladas de dióxido de carbono do ar a cada ano - precisa ser reescrita, de acordo com um novo estudo de Cornell. (Crédito: NOAA/Gordon Taylor)

“Nós apenas tentamos acrescentar o simples fato de que o número de fósseis disponíveis de períodos de tempo recente são colossalmente maiores do que os de períodos de tempo mais antigos,” diz Rabosky. “É uma boa correção ampla em algumas áreas, mas ainda não havia sido aplicado à paleontologia dos plânctons até agora.”

Mais de 90% dos fósseis de diatomáceas conhecidos são mais jovens que 18 milhões de anos. Então uma pesquisa desajustada de diatomáceas fósseis sugere que mais espécies de diatomáceas estavam vivas no passado recente, antes de 18 milhões de anos atrás.

A morte dos fósseis mais primitivos é incompreensível. Pegar amostras de fósseis de diatomáceas requer enormes drenagens feitas por embarcações que varrem o sedimento do fundo dos oceanos. Para achar um fóssil antigo, os cientistas devem achar sedimento antigo primeiro – e isso não é fácil porque as placas tectônicas constantemente mudam o fundo dos oceanos, os fósseis e tudo o mais. Muito do fundo do mar é simplesmente muito novo para se conseguir uma amostra.

Então Rabosky e seu co-autor Ulf Sorhannus da Universidade Edinboro da Pennsylvania controlaram quantas amostras tem sido apanhadas de cada período de um milhão de anos da história da Terra, indo até 40 milhões de anos atrás. Após a re-análise, o tão-aceitado boom sobre as diatomáceas dos últimos 18 milhões de anos desapareceu. Em seu lugar estava um recente e lento crescimento, com um aumento muito mais dramático e um declínio no fim da época Eoceno, por volta de 33 milhões de anos atrás.

Com a nova linha do tempo, as diatomáceas alcançaram o pico de sua diversidade há, pelo menos, 10 milhões de anos antes das terras gramadas tornarem-se comuns.

“Se houve uma mudança realmente significativa na diversidade das diatomáceas, aconteceu há 30 milhões de anos,” diz Rabosky. “O aumento raso e gradual que nós observamos é totalmente diferente do tipo de crescimento exponencial que você deveria ver se as terras gramadas fossem a causa.”

Como um exemplo daquele tipo de crescimento, Rabosky virou sua atenção para outro registro fóssil: dentes de cavalo. Antes das terras gramadas, cavalos possuíam pequenos dentes feitos para mastigar folhas leves. Mas conforme as terras gramadas apareceram e se expandiram, dentes muito mais fortes surgiram, adaptados a uma vida de mastigar folhas rígidas e fibrosas de grama. As diatomáceas deveriam mostrar uma resposta evolutiva similar à repentina disponibilidade de sílica, diz Rabosky, mas isso não acontece.

Apesar dos novos resultados não explicarem a corrente prevalecência das diatomáceas nos oceanos, Rabosky diz que o que quer que tenha provocado o crescimento das diatomáceas no fim do Eoceno, esses pequenos organismos devem ter contribuído para o resfriamento global que se seguiu.

“Por que as diatomáceas dominaram por 4 a 5 milhões de anos e depois sumiram é um grande mistério,” diz Rabosky. “Mas isso corresponde com um período em que o clima global mudou de uma sauna para uma geladeira. É tentador especular que esses minúsculos plânctons, tirando o dióxido de carbono do ar, podem ter ajudade a puxar o gatilho do resfriamento global mais severo nos últimos 100 milhões de anos.”

A pesquisa foi financiada em parte pela National Science Foundation.

Traduzido e adaptado de http://www.sciencedaily.com/releases/2009/01/090108111419.htm

Quatro, três, dois, um… Pterossauros decolaram!

ScienceDaily (7 de Janeiro de 2009)

Os pterossauros tem sofrido uma crise de identidade. A cultura popular descuidadamente – e erroneamente – junta esses répteis voadores com os dinossauros. Até mesmo paleontólogos admitem que porque essas criaturas voavam, elas possem algum parentesco com as aves, como usar apenas duas pernas para alçar vôo.

Agora aparece o que se acredita ser a primeira evidência de que os pterossauros necessitavam usar os quatro membros para levantar seus corpos reptílicos de 500 pounds (226,795 kg): dois eram asas super-fortes, que quando fechadas e equilibradas em uma articulação, serviam como “pernas” frontais que ajudavam a criatura a andar – e saltar.

Publicando em Zitteliana, Michael B. Habib, M.S., do Centro de Anatomia Funcional e Evolução no John Hopkins University School of Medicine, relata sua comparação da força dos ossos dos membros dos pterossauros com os dos pássaros e conclui que os pterossauros possuíam “braços” muito mais fortes que as pernas. O contrário é verdadeiro para os pássaros.

“Nós todos observamos pássaros levantar vôo, então isso é o mais familiar,” disse Habib. “Mas com pterossauros, extintos há 65 milhões de anos e com um histórico de fósseis que volta 250 milhões de anos atrás, o que é familiar não é relevante.”

Uma falha gigantesca é congênita no modelo tradicional de levantamente de voo, Habib comenta: “Se a criatura alça voo como um pássaro, deveria ser capaz de ficar tão grande quanto o maior pássaro.”

Empregando todas as quatro pernas para levantar voo, pterossauros gigantes poderiam voar independente do fato de que eles eram quase do mesmo tamanho e formato das girafas modernas. (Crédito: Cortesia de imagem do Johns Hopkins Medical Institutions)

Pássaros usam pernas para levantar voo, asas para bater. Eles não conseguem o poder de levantamento das asas ou o poder de voo das pernas. De fato, quando um pássaro está voando alto, suas pernas se tornam carregadas. O músculo localizado nos dois membros traseiros que fornece o poder de levantamento deve ser carregado e portanto limitado em tamanho. Livres dessa incapacidade empregando todas as quatro pernas para levantar voo, pterossauros gigantes poderiam voar independente do fato de que eles eram quase do mesmo tamanho e formato das girafas modernas.

“A diferença entre pterossauros e pássaros em respeito a propriedades mecânicas críticas é muito, muito grande,” Habib diz, especialmente quando você está falando de grandes pterossauros; quanto mais o tamanho aumenta, mais aumenta a diferença.”

Por exemplo, as asas desses fantásticos répteis cabeludos, muito notavelmente as do Quetzalcoatlus northropi, que atingiam envergadas impressionantes 35 pés quando a criatura estava voando alto, lançava a criatura no ar durante os levantamentos de voo que Habib descreveu como “longos saltos de pulo de sapo” (do original leap-frogging long-jumps): “Pterossauros tinham membros dianteiros longos e enormes, então não havia a necessidade de um parceiro.”

Usando scaneamentos de computador para obter imagens da seção transversal e informação geométrica de 15 espécimes de pássaros representando 20 espécies, Habib calculou a força dos ossos em membros de pássaros e comparou-os com três espécies de pterossauros, as forças dos ossos que ele calculou usando medições de fontes previamente publicadas. Força estrutural, levando em conta comprimento e diâmetro, entre outras coisas, é uma medição de quanta força um osso pode aguentar antes de fraturar.

Habib também gastou seu tempo misturando os números usando o velho modelo bípede e simplesmente não conseguiu achar uma solução matemática que seria viável para explicar o maior dos pterossauros – usando duas pernas sozinhas – para levantar voo.

“Mas usando todas as quatro pernas, leva menos que um segundo para sair do chão, sem vento, sem penhascos,” ele falou. “Isso era uma boa coisa para se fazer se você vivesse no período Cretáceo e tivesse tiranossauros famintos te rondando.”

É lógico que um animal de corpo imenso precisando produzir muita energia na hora de levantar voo usaria as quatro pernas em vez de duas, diz Habibs: “Nós colocamos motores V8 em nossos maiores e mais pesados carros, e não um V4, como o que eu tenho no meu Camry.”

Hipótese e convenção – mais que razão ou informação – balançou por séculos, desde que o modelo bípede clássico do pterossauro levantando voo foi primeiramente vencedor, ele comenta.

Esse estudo foi financiado pela Jurassic Foundation. Habib, de Johns Hopkins, é o autor solo desse trabalho.

Traduzido e adaptado de http://www.sciencedaily.com/releases/2009/01/090106161514.htm

“Evolução Reversa” em tempo real fornece uma nova compreensão sobre o mecanismo básico da evolução

ScienceDaily (12 de Janeiro de 2009)

Cientistas atrasaram o relógio da evolução na mosca da fruta para fornecer uma nova compreensão sobre os mecanismos básicos da evolução.

Usando moscas da fruta, pesquisadores recriaram a seleção natural em tempo-real em laboratória e forneceran a primeira evidência quantitativa da seleção natural na tão-chamada variação genética. (Crédito: iStockphoto/Tomasz Zachariasz)

Em seu livro, “Wonderful World”, Stephen Jay Gould escreve sobre um experimento de “rebobinar a fita da vida”, onde voltando no tempo, deixaria a fita da vida tocar novamente e ver se a “repetição se parece como tudo que aconteceu no original”. A biologia evolutiva nos diz que não pareceria o mesmo – o que vêm da evolução é um resultado de tudo que veio antes. Agora, cientistas do Instituto Gulbenkian de Ciência (IGC) em Portugal, da Universidade New York e da Universidade da California Irvine, fornece o primeira evidência genética quantitativa do porquê disso.

Nesse estudo, que será publicado online no Jornal Nature Genetics, Henrique Teorónio e seus colegas recriaram a seleção natural em tempo-real, no laboratório (melhor que baseados em inferências do registro fóssil ou da comparação entre populações naturais existentes) e forneceram a primeira evidência quantitativa para a seleção natural na tão-chamada variação genética – um processo que se pensa ser operado em populações naturais que se reproduzem sexualmente mas que, até agora, nunca foi demonstrado.

Os pesquisadores usaram populações de controle de laboratório de moscas da fruta (Drosophila melanogaster), derivadas de um grupo original de moscas, colhidas da natureza em 1975. Essas moscas ancestrais cresceram em laboratório, por duas décadas, sob diferentes condições ambientais, (como inanição e longos ciclos de vida), para que cada população fosse selecionada por características específicas. Henrique Teotónio e seus colegas levaram essas populações de volta para seu ambiente ancestral, por 50 gerações, para impor uma evolução reversa nas moscas, e então procurar por mudanças genéticas em certas áreas do cromossomo 3 dessas moscas.

Henrique diz, “Em 2001 nós mostramos que a evolução é reversível e até fenótipos estão relacionados, mas mesmo então, apenas a um ponto. De fato, nem todas as características evoluíram de volta ao estado ancestral. Além disso, algumas características retro-evoluíram rapidamente, enquanto outras demoraram. Evolução reversa parece parar quando a população de moscas alcança a adaptação ao ambiente ancestral, o que pode não coincidir com o estado ancestral. Nesse estudo, nós temos mostrado que implícito nesse fenômeno está o fato de que, ao nível genético, a convergência ao estado ancestral está na ordem dos 50%, que é, no máximo, apenas metade da frequência de genes revertidos à frequência de genes ancestrais – a evolução está possivelmente sobre a história no nível genético também.”

Esses achados fornecem maiores compreensões no entendimento básico de como a evolução e a diversidade são gerados e mantidos. Por um lado, fornece evidências para o acontecimento da evolução pelas mudanças na distribuição dos alelos em uma população (a tão-chamada variação genética), de geração em geração, melhor que a aparição de mutações, de uma geração para a seguinte. Por outro lado, como Henrique comenta, “Possui implicações para a definição da biodiversidade: algumas das moscas “revertidas” podem ser fenotipicamente idênticas às moscas ancestrais, mas elas são geneticamente diferente. Como então nós definimos biodiversidade?”

Esse estudo foi financiado pelo prêmio de Henrique Teotónio da Fundação para a Ciência e Tecnologia, que ingressou o IGC em 2003 como um líder do grupo e atualmente lidera o grupo de Genética Evolutiva e o programa interno PhD Programme in Life Sciences.

Glossário:

Alelo – um membro de um par ou séries de diferentes formas de um gene.
Fenótipo – qualquer característica observável de um organismo vivo, como a forma, tamanho, caracteres físicos e comportamento. Um fenótipo de um organismo é o resultado das atividades de vários genes, do ambiente ou das interações entre genes e o ambiente.

Journal reference:

1. Teotónio et al. Experimental evolution reveals natural selection on standing genetic variation. Nature Genetics, 2009; DOI: 10.1038/ng.289

Traduzido e adaptado de http://www.sciencedaily.com/releases/2009/01/090111163023.htm

Entender micróbios extintos pode influenciar no estado da saúde humana moderna

ScienceDaily (9 de Janeiro de 2009)

O estudo de micróbios antigos pode não parecer sequencial, mas uma pesquisa pioneira da Universidade de Oklahoma possui implicações para o estado da saúde humana moderna. Cecil Lewis, professor-assistente no Departamento de Antropologia, diz que resultados dessa pesquisa levanta questões sobre micróbios vivendo sobre e dentro de pessoas.

Uma iniciativa do Instituto Nacional de Saúde é procurar por bactérias que nos ajudem, localizadas sobre a pele, no esôfago e no estômago, caracterizando genomas coletivos de micróbios como um ecosistema. Esses genomas coletivos referem-se a um “microbioma humano”. Apropriadamente nomeado, o Institudo se refere a essa iniciativa como “Projeto Microbioma Humano”, análogo ao “Projeto Genoma Humano”, que publicou o primeiro genoma humano em 2000.

O Projeto Microbioma Humano possui novos desafios. O projeto é mais tímido do que sequenciar um organismo porque os pesquisadores estão sequenciando trilhões de organismos. Existem 10 vezes tantas células de bactérias sobre e dentro de um corpo do que há em células do corpo humano. E essas bactérias são importantes. Dentro do intestino, micróbios são conhecidos por ajudar na digestão humana, aumentando a energia de ingestão, produzindo vitaminas e até mesmo ajudando no desenvolvimento de um sistema imunológico saudável.

O Projeto Microbioma do INS está procurando pelo “núcleo” do microbioma humano. Em outras palavras, eles estão tentando determinar se existem certos aspectos da ecologia que todos os humanos compartilham. Lewis diz que pesquisas de DNA antigo podem fornecer perspectivas importantes nessa pesquisa.

Lewis é uma das poucas pessoas nos Estados Unidos que conduz pesquisas com DNA antigo. Um de seus interesses primários é o microbioma humano antigo. De acordo com Lewis, “Nós introduzimos bactérias em nosso sistema através de comida de todas as partes do mundo. Frutas importadas de várias partes do planeta contribuem para um microbioma global que agora habita nossos corpos.”. De forma interessante, estudos de microbiomas antigos fornecem um ponto de vista desses ecosistemas anteriores à economia mundial moderna.

Em pessoas vivas, o microbioma do intestino é frequentemente estudado utilizando-se amostras fecais. Isso dá a  Lewis e seus colegas uma idéia. Para entender o estado dos microbiomes antes da economia mundial, eles precisam comparar dois coprólitos antigos, que constituem fezes fósseis. Esses coprólitos são de 1300 anos atrás, do México central. Pesquisadores realizaram testes genéticos para determinar que os dois coprólitos eram de duas pessoas diferentes, e então eles analisaram os microbiomas inseridos nos coprólitos.

Os pesquisadores obtiveram evidências de DNA antigo para uma espécie de bactéria similar àquela observada em microbiomas humanos atuais. Os tipos de bactéria presentes eram típicos do intestino humano. Lewis e seus colaboradores também foram capazes de caracterizar os aspectos funcionais desses microbiomas extintos. Comparando essas duas amostras antigas, eles acharam que eram bem parecidas.

Esses achados foram comparados aos microbiomas humanos atuais. Lewis e seus colegas acharam que os dois microbiomas antigos eram mais parecidos um com o outro funcionalmente do que a amostra de microbioma moderno. Eles propuseram que microbiomas pré-históricos eram mais geograficamente estruturados do que os de hoje – uma descoberta que, se verdadeira, poderia mudar o ponto de vista do INS e outros sobre os microbiomas humanos.

Microbiomas estruturados geograficamente possuem ramificações para a saúde humana. Um trabalho pioneiro sobre os microbiomas modernos mostrou que certas bactérias podem impactar doenças e estados de saúde, incluindo diabetes e desordens do sistema imunológico. De fato, a medicina moderna pode ter causado alguns desses impactos negativos. Por exemplo, o tratamento com antibióticos para crianças pequenas é conhecido por aumentar os riscos de se desenvolver alergias posteriormente porque seus sistemas imunológicos se desenvolvem de maneira imprópria. Entender os microbiomas antigos nos fornece uma melhor imagem dos microbiomas e como eles se coadaptaram com nossos ancestrais.

O esforço do microbioma humano é relativamente novo. Lewis considera esses achados preliminares, afirmando que vários novos desafios estão à frente. Mas essa pesquisa será do interesse de muitos, incluindo médicos, biólogos e o público. “Nós devemos pensar em nós mesmos como “superorganismos” aportando micróbios de todas as partes do mundo. Isso é muito mais complicado do que apenas as células que constroem nosso corpo. Nós temos mais do que apenas um corpo para nutrir e manter saudável,” diz Lewis.

Lewis fala que a ciência precisa estar melhor preparada para as consequências morais e éticas da pesquisa dos microbiomas. Ele e seus colaboradores começaram um novo projeto considerando essas consequências. Eles continuarão seus estudos sobre microbiomas antigos, esperando obter um melhor entendimento de como, exatamente, essa importante ecologia mudou através do tempo e do espaço.

Traduzido e adaptado de http://www.sciencedaily.com/releases/2009/01/090105175354.htm