Doutorado nos EUA

Caros leitores, 
o texto abaixo foi escrito por Mariana Louza, mestranda na UFRJ, sobre o processo de realização de Doutorado nos EUA, com bolsa americana. A Idéia surgiu de nossa conversa com ela durante um simpósio no Rio de Janeiro. Uma versão mais extensa encontra-se disponível em link no final do texto. Acredito que este texto será de grande valia para os interessados em embarcar nesta empreitada. A proposito: parabéns para a Mariana, recentemente aceita em programa de doutorado na Universidade de Cincinnati!

Olá a todos, meu nome é Mariana Louza, sou aluna de mestrado do Prof. José Garcia Abreu pelo Programa de Ciências Morfológicas do ICB na UFRJ. Durante o ano passado eu estive envolvida em pedidos de bolsa para realizar meu doutorado pleno no exterior, e foi justamente em busca de informações que conheci o Rodrigo e o Igor, que me convidaram pra escrever no blog dando dicas aos alunos que estejam interessados em estudar fora do país também.

Resolvi dividir minhas dicas em tópicos, então além da visão geral, gostaria de falar mais sobre o processo de escolha das universidades, os contatos com os pesquisadores, a aplicação em si - requisitos,  inscrições nos sites, taxas, documentos e cartas-, as provas de proeficiência e enfim, o resultado.

Pra começar, o mais importante dessa decisão é a determinação, você tem que ter certeza do que quer, pois o processo é muito difícil, longo e caro também, então o melhor é preparar a cabeça e o bolso pro que vem por aí. A escolha da universidade é muito pessoal, depende da sua área de interesse, e primeiramente deve-se definir o país (ou os países) onde irá aplicar. Cada um tem suas vantagens e desvantagens, os Estados Unidos, por exemplo, apesar de muito atrativo é um país de difícil aceitação a estrageiros, já os países europeus são muito abertos a receberem alunos de fora, além da disponibilidade de bolsas. Eu decidi aplicar pra universidades americanas primeiramente, e caso não obtivesse nenhum resultado positivo iria em busca das européias, então essas dicas são todas voltadas ao processo americano de admissão.

Optei por buscar nos sites das revistas de Biologia do Desenvolvimento os nomes dos orientadores que estivessem publicando bem, e em temas do meu interesse, fiz uma lista enorme primeiramente, e depois fui olhando um a um. Cheguei a uma lista final, e então fui atrás das universidades de cada um, vendo o nivel da Pós, a estrutura do departamento, e a possibilidade de receber estrangeiros. A internet é a base da sua busca, pois você encontra facilmente os sites das universidades, com todas a informações dos programas de Pós-Graduação: grade curricular, professores envolvidos em orientação e aplicação online.

Um passo importante é você iniciar o contato com esses pesquisadores, um simples e-mail pode abrir muitas portas. É legal dizer além de quem você é, onde estuda, experiência que possui em laboratório, o que faz atualmente no seu projeto, e por fim explicar porque seu interesse em estudar fora do seu país e deixar claro quais os pontos desse professor e da pesquisa desenvolvida que mais te atraíram. Aí é só aguardar! Por experiência própria, nem precisa esperar muito, a maioria deles responde dias depois, mesmo que seja só pra dizer que infelizmente não tem uma vaga disponivel, mas eles sempre te dão algum tipo de feedback.

Outra dica é entrar em contato e pesquisar sobre o dia de visitas que quase todas as universidades oferecem uma vez por período, onde os aspirantes podem fazer visitas aos campi e conhecer a universidade. É uma ótima oportunidade para se falar com possíveis orientadores e com os membros da seleção do PhD.

Voltando a sua lista agora, o próximo passo é entrar no site de cada Universidade e ir conferir quais os documentos, provas e cartas que eles pedem. Faça isso com antecedência e anote o deadline para submissão!! A pior coisa que pode acontecer é você descobrir em cima da hora que eles pediam algum documento difícil de conseguir as pressas... Vale a pena ir se inscrevendo aos poucos nos sites e dar uma conferida até a última página da aplicação para não ter nenhuma surpresa depois.

Segue aqui uma breve lista de etapas a cumprir:

- informações básicas, históricos da faculdade e mestrado (se tiver) TRADUZIDOS, cartas de recomendação,  personal statement, currículo, resultados das provas de inglês e uma taxa.

- transcripts: são os históricos da faculdade e do mestrado, e eles têm que ser traduzidos por um tradutor juramentado.

- As cartas de recomendação: devem ser escritas em inglês por pessoas que tenham um contato com você, normalmente pedem 3 cartas, e uma deve ser do seu orientador, aquele que mais vai poder falar sobre você e o trabalho que você desenvolve no laboratório, as outras duas ficam ao seu critério.

- O personal statement é uma carta que você escreve falando sobre toda sua vida escolar.

- O currículo: é opcional, mas é uma boa oportunidade de mostrar de forma sucinta seu passado na ciência, liste os congressos, os cursos, as publicações (caso tenha), e qualquer tipo de experiência que tenha sido importante pra sua careira.

- A prova do TOEFL: consiste em 4 sessões: reading, listening, speaking and writing, e cada uma vale 30 pontos, somando no total 120 pontos. A pontuação mínima depende de cada universidade.

- A prova do GRE: prova possui 3 sessões: verbal, maths e writing (mais detalhes no link).

Uma Boa Sorte para todos!!!

Link para o texto completo

MicroRNAs e a conservação evolutiva dos tecidos

Em um estudo publicado em Fevereiro de 2010 na revista Nature, o grupo de Detlev Arendt (EMBL-Heidelberg) nos mostra como o estudo dos diferentes microRNAs presentes no transcriptoma (conjunto de seqüências que são sintetizadas em RNA, a partir do DNA) de uma minhoca bem simples, o anelídeo Platynereis dumerilii pode nos ajudar a entender a evolução dos animais e de sua forma. Em estudos anteriores o desenvolvimento embrionário e a análise dos genes deste organismo já geraram importantes resultados para este grupo tais como a conservação da estrutura do sistema nervoso de anelídeos (Denes AS et al., 2007 Cell). Os resultados deste último artigo dão suporte a hipótese que o organismo hipotético UrBilateria teria um sistema nervoso central e não uma rede difusa de neurônios.

Uma das principais vantagens de se estudar este anelídeo é a posição filogenética deste grupo, pois segundo filogenias publicadas no final da década de 90 (Adoutte et al., 2000) e atualmente aceitas este grupo poderia conter descendentes e características similares ao Urbilateria. Assim a questão abordada pelo presente artigo seria qual o grau de complexidade dos microRNAs presentes no transcriptoma do anelídeo Platynereis dumerilii e de outros invertebrados selecionados? Os resultados obtidos pelo estudo indicam que uma grande complexidade de microRNAs existe em Platynereis dumerilii e provavelmente existia no Urbilateria. Além disso esses microRNAs são expressos em diferentes tecidos destes organismos primitivos.

A partir da análise de expressão e bioinformática os autores determinaram que os microRNAs mais antigos na evolução dos animais são miR-100 e outros similares tais como miR-125 e let-7. Interessante estes microRNAs são expressos em células neurosecretoras em volta da boca neste anelídeo, sendo possivelmente o papel ancestral desta família.

E assim Detlev e colaboradores analisaram a expressão de todos os microRNAs que foram encontrados a partir de “deep sequencing ” (seqüenciamento em larga escala) e encontraram várias similaridades entre a expressão destes microRNAs. Importante vários microRNAs homólogos são expressos em tecidos similares nos diferentes animais.

Ao final os autores propõem que essa expressão similar dos microRNAs nos tipos celulares em diferentes organismos serviria como evidência para a existência de tipos celulares conservados ao longo da evolução nos diferentes organismos. É interessante notar que essa proposta se aproxima um pouco do que o embriologista alemão Ernst Haeckel havia proposto há mais de 100 anos atrás com a célebre frase “Ontogenia recapitula a ontogenia”. A diferença é que hoje podemos abordar tais questões a partir das assinaturas moleculares, tais como os microRNAs demonstrados no presente estudo. Somente mais estudos analisando a expressão e função global dos diferentes genes expressos por cada tipo celular será capaz de confirmar se Detlev e colaboradores estão certos.

Christodoulou, F., Raible, F., Tomer, R., Simakov, O., Trachana, K., Klaus, S., Snyman, H., Hannon, G., Bork, P., & Arendt, D. (2010). Ancient animal microRNAs and the evolution of tissue identity Nature, 463 (7284), 1084-1088 DOI: 10.1038/nature08744

Os genomas das moscas e a ilusão das seqüências conservadas

Em um estudo publicado em Janeiro de 2010 na revista PLOS Genetics o grupo do pesquisador do Howard Hughes Medical Institute (HHMI) Mike Eisen demonstrou o quão pouco sabemos da evolução das seqüências regulatórias, isto é, seqüências que favorecem (“enhancer”) ou inibem (“silencers”) a transcrição (DNA→RNA).

Uma seqüência regulatória, em particular um enhancer, é um pedaço de DNA contendo em geral 400-800 pares de bases de DNA (as letrinhas ATCG), contendo vários sítios de ligação (“binding sites”) para fatores de transcrição (proteínas que se ligam ao DNA).
Tudo bem, parece complicado, mas não é tanto. Vamos tentar simplificar. Muita gente lembra ou já ouviu falar do modelo chave-fechadura utilizado ao falarmos da interação entre uma enzima e substrato. Neste modelo uma enzima só funciona com o seu substrato específico e reações enzimáticas tão importantes para o funcionamento do nosso corpo dependem dessas interações. Com um enhancer a lógica é parecida: o fator de transcrição (como a enzima) só se liga a um pedaço de DNA específico (como o substrato). O que complica um pouco a nossa estória é que um enhancer é composto por vários fatores de transcrição diferentes (várias enzimas) que podem se ligar a diferentes pedaços de DNA (vários substratos). Como numa reação enzimática em que podemos medir a concentração de um determinado produto como resultado da interação enzima-substrato, a quantidade de transcrição nos diz quanto um determinado enhancer está ativo. Assim a estrutura dos enhancers é um código bastante complexo e entender como este código é formado e evolui ao longo dos tempos é um dos grandes enigmas da Evo-Devo atual.

Qual a importância de se entender as seqüências regulatórias e sua evolução? Como já discutimos em vários posts do blog, os genomas (conjunto total de DNA) de organismos multicelulares são em grande parte constituídos por seqüências potencialmente regulatórias. O que o grupo de Mike Eisen tem procurado entender nos últimos anos é como essas seqüências regulatórias são formadas e como elas se modificam ao longo dos anos (evoluem, mas não no sentido de melhoramento per se).

O modelo mais aceito na literatura para a evolução destes enhancers em moscas-da-fruta é que a região funcional do enhancer, a região do DNA em que o fator de transcrição é capaz de se ligar, seria mais conservada em seqüência do DNA que as regiões adjacentes (próximas). Assim vários grupos defendem a hipótese que uma gramática conservada (“cis-regulatory grammars”) existiria e seria produto direto da seleção natural atuando nestas regiões. A principal evidência apontada por esses grupos é a conservação destas seqüências funcionais entre as diferentes espécies de moscas-da-fruta.

O presente artigo de Eisen propõe que essa aparente gramática conservada pode ser na verdade uma conseqüência indireta dos diversos processos que um genoma, no caso da mosca-da-fruta, é submetido globalmente. Dentre estes processos a forte tendência a deleções (perdas de pedaços de DNA) nos genomas das drosófilas poderia explicar, ao menos em parte, esta aparente conservação observada nas espécies de moscas-da-fruta atuais.

Para mim a principal mensagem levantada pelo presente estudo é que as vezes nos esquecemos que o processo de mutação é randômico e que vários fatores globais observados nos genomas não necessariamente são frutos da seleção natural. Acho que isso é uma coisa meio que do ser humano, tendemos a achar que tudo que é observado tem uma finalidade, um por que. Acredito que só novos estudos podem nos ajudar a desvendar enigmas como esses..

Lusk, R., & Eisen, M. (2010). Evolutionary Mirages: Selection on Binding Site Composition Creates the Illusion of Conserved Grammars in Drosophila Enhancers PLoS Genetics, 6 (1) DOI: 10.1371/journal.pgen.1000829

Patas de camundongo, gene de anfioxo

O anfioxo, parente distante de vertebrados como nós,  é um invertebrado de corpo alongado, como o de um peixe, que vive em ambientes marinhos. Ele porém não possui ossos, não tem olhos ou órgãos sensoriais complexos como os de vertebrados, não possui um cérebro propriamente dito e nem nadadeiras pareadas (peitorais e pélvicas). Alguns poderiam pensar, portanto, que estes "projetos de vertebrados" tem pouco (ou nada) a nos ensinar sobre quem somos.

Entretanto, qualquer evolucionista, ou entusiasta da evolução, sabe que todo e qualquer ser vivo guarda preciosas pistas para entendermos o que é a vida, quem somos e porque nossos corpos são do jeito que são. E o artigo de Minguillion e colaboradores, publicado em janeiro na revista PNAS, traz consigo as pistas oferecidas pelo anfioxo para entendermos porque temos braços e pernas.

A linhagem de vertebrados que nos originou sofreu um total de 2 duplicações completas do genoma, porém o anfioxo divergiu de outros cordados antes destes eventos e, portanto, possui apenas uma cópia de genes que foram duplicados em vertebrados. Muitos consideram que estes eventos de duplicação gênica são o motivo pelo qual nossa linhagem de cordados dispõe de "formas infinitas de grande beleza".

Por exemplo, acredita-se que o surgimento de nadadeiras peitorais e pélvicas, que depois deram origem a nossos braços e pernas (respectivamente), esta atrelado à duplicação de um fator de transcrição da família T-box (ou Tbx). O gene Tbx5 é o fator de transcrição que inicia a formação de membros anteriores (braços e nadadeiras peitorais), enquanto o gene Tbx4 (juntamente com outro gene chamado Pitx1) promove a formação de membros posteriores (pernas e nadadeiras pélvicas).

O anfioxo, que não possui nem membros anteriores ou posteriores, possui uma única cópia destes genes, chamada de amphiTbx4/5. A pergunta então é a seguinte: se nossos braços e pernas são consequência da ação destes novos genes, resultado da duplicação do ancestral do amphiTbx4/5, então o próprio amphiTbx4/5 seria incapaz de iniciar a formação de membros em vertebrados. Como testar isso? Minguillion e colaboradores utilizaram camundongos mutantes para os genes Tbx4 e Tbx5, que não são capazes de formar patas, e inseriram nestes o gene de anfioxo (amphiTbx4/5). E alguns poderiam pensar:  "o que um pobre gene de anfioxo seria capaz fazer em um vertebrado sofisticado como um camundongo...". Que tal patas dianteiras e traseiras?

De fato, os pesquisadores constataram que o amphiTbx4/5 era capaz de devolver aos camundongos suas patas dianteiras e traseiras, com todos os componentes anatômicos que uma pata de camundongo possui. Portanto, não há nada necessariamente especial na estrutura da proteína gerada pelos genes Tbx5 ou Tbx4 de vertebrados que as credencie para iniciar a formação de patas, ao menos quando comparadas com o amphiTbx4/5. Então, porque o anfioxo não as faz?

Os pesquisadores voltaram então suas atenções para as regiões regulatórias do Tbx4 e Tbx5. Sequências de DNA logo na vizinhança destes genes controlam o local e o estágio do desenvolvimento no qual o Tbx4 e Tbx5 serão produzidos. Em verbebrados, estes genes são "ligados" na mesoderme lateral, na região onde se formarão braços e pernas. No anfioxo entretanto, o gene amphiTbx4/5 não é "ligado" durante estágios embrionários, somente mais tarde em estágios larvais. E quando os pesquisadores procuraram por DNA regulatório semelhante ao encontrado em vertebrados, viram que o amphiTbx4/5 não os possuía.

Em conclusão, este estudo dá suporte à idéia de que muitos dos genes que usamos hoje para formar estruturas anatômicas que nossos ancestrais não possuíam, já existiam em nosso passado. O segredo por trás do surgimento de novidades morfológicas parece estar nas novas maneiras pelas quais genes são utilizados durante o desenvolvimento. Em particular, no surgimento e diversificação de sequências de DNA regulatório. E porque o anfioxo não fez patas? Talvez o próprio anfioxo responderia, parafraseando Jânio Quadros: não fi-lo por que não qui-lo!

Minguillon, C., Gibson-Brown, J., & Logan, M. (2009). Tbx4/5 gene duplication and the origin of vertebrate paired appendages Proceedings of the National Academy of Sciences, 106 (51), 21726-21730 DOI: 10.1073/pnas.0910153106

Evolução em ação: quer exemplo melhor que este?

Neste mês a rede de TV americana PBS lançou um documentário sobre Evo Devo chamado What Darwin Never Knew (o que Darwin nunca soube). Vale a pena conferir. A primeira metade do documentário trata sobre aquilo que Darwin sabia durante o período em que escrevia seu histórico livro. A outra metado do programa traz exemplos de estudos que revelam o mecanismo pelo qual a evolução opera. E vários destes demonstram como genes modificam a anatomia durante o desenvolvimento embrionário.

Um dos estudos mostrados no documentário descreve o trabalho do grupo do Dr. David Kingsley, da Universidade de Stanford, com o desenvolvimento de nadadeiras em peixinhos conhecidos como sticklebacks. Este trabalho já foi assunto de matéria deste blog. Em resumo: sticklebacks marinhos possuem nadadeiras posteriores (pélvicas) modificadas, em forma de espículas, enquanto que espécies de água doce possuem a pélvis extremamente reduzida. O gene por trás desta diferença é o pitx1, que é idêntico entre as duas espécies, só que apenas os sticklebacks marinhos o expressam na pélvis. Ou seja: o mesmo gene sendo utilizado na pélvis de uma espécie mas não na de outra. Já que o ancestral destas espécies possuía pélvis, a única possível explicação é que a espécie de água doce (de pélvis reduzida) possui alguma mutação em região regulatória do pitx1.

A próxima (e mais difícil etapa) era encontrar esta região regulatória em ambas espécies e mostrar que a espécie de água doce havia desligado este DNA regulatório. E foi precisamente isto que Dr. Kingsley e sua intrépida trupe de posdocs e colaboradores reportaram na revista Science do dia 15 deste mês.

Os autores conseguiram identificar a região (locus) no cromossomo que associava com a ausência de pélvis. Este pedaço de DNA localizava-se na proximidade do gene pitx1. Em seguida os pesquisadores mostram que este pedaço de DNA, denominado de Pel-2.5kb, quando ligado à proteína fluorescente GFP e injetado em embriões de peixe, era capaz de promover a produção de GFP na nadadeira pélvica. Ou seja, a região controladora da expressão de pitx1 na pélvis havia sido encontrada!

Agora a parte mais incrível: Kingsley e colaboradores queriam mesmo era saber se poderiam reverter a evolução. Seria possível devolver aos sticklebacks de água doce o que a seleção natural havia levado embora: suas nadadeiras pélvicas? A resposta foi um ressonante sim! Ao inserir em sticklebacks de água doce uma cópia do gene pitx1 ligado à região controladora Pel-2.5kb de espécie marinha, embriões de sticklebacks de água doce passaram a produzir nadadeiras pélvicas!

A história dos sicklebacks, fruto de anos de trabalho do grupo do Dr. Kingsley, talvez seja o melhor e mais completo exemplo da evolução de um caractere (possuir ou não pélvis) em vertebrados. O passado evolutivo deste grupo de peixes é bem documentado pelo registro fóssil. Sticklebacks marinhos possuem suas nadaderias pélvicas (e dorsais) em forma de espículas para se proteger contra predadores (o documentário da PBS inclusive mostra vídeo de um peixe engolindo um stickleback e em seguida o cuspindo por causa dos espículos). Quando stickleback passaram a habitar lagos e rios onde haviam poucos ou nenhum predador, as nadadeiras pélvicas deixaram de desempenhar papel fundamental para sobrevivência do peixe, e foram eliminadas. Ao analisar o DNA de ambas espécies agora sabemos onde exatamente foi a mutação e em que tipo de sequência de DNA (regulatório). E para provar, podemos reverter o caractere morfológico ao seu estado primitivo.

Muitos outros estudos incríveis como este já foram, estão sendo e certamente continuarão a ser publicados, acumulando mais e mais exemplos ao vasto repertório de estudos que reforçam a teoria da evolução. Tanto a evolução quanto a força da gravidade operam a todo momento ao nosso redor. As forças gravitacionais escondem-se atrás de equações e as forças evolutivas atrás de vastas dimensões temporais. Por isso, nenhuma das duas é necessariamente intuitiva e a elucidação de cada uma requereu uma mente brilhante (que, a propósito, descansam lado a lado na abadia de Westminster). Não vou especular se a teoria da Evolução já é tão (ou mais) bem documentada que a própria lei da gravitação universal... Mas acho que já temos prova suficiente de sua veracidade.

Chan, Y., Marks, M., Jones, F., Villarreal, G., Shapiro, M., Brady, S., Southwick, A., Absher, D., Grimwood, J., Schmutz, J., Myers, R., Petrov, D., Jonsson, B., Schluter, D., Bell, M., & Kingsley, D. (2009). Adaptive Evolution of Pelvic Reduction in Sticklebacks by Recurrent Deletion of a Pitx1 Enhancer Science, 327 (5963), 302-305 DOI: 10.1126/science.1182213

Pegadas de tetrápodes: será?

No dia 7 deste mês, a revista científica Nature trouxe como matéria de capa as supostas pegadas de um tetrápode de 400 milhões de anos atrás. A descoberta seria de grande importância porque as pegadas são 18 milhões de anos mais antigas que qualquer fóssil de tetrápode já encontrado e 10 milhões de anos mais antigas que fósseis de transição como o Tiktaalik rosae.

Por isso, perguntei ao meu chefe, que é paleontólogo, (Neil Shubin - descobridor do Tiktaalik) o que achava das pegadas. Ele me disse: "vem aqui no meu escritório. Vou te mostrar uns artigos". Os artigos que ele me mostrou, claro, eram absoluta novidade para mim, que sou biólogo molecular. Um deles tratava de inúmeras pegadas de artrópodes datando do devoniano (+ ou - 400 milhões de anos atrás). Elas não eram muito diferentes das pegadas da capa da revista Nature, só cobriam uma área maior e eram muitas.

Em outro artigo, os autores descrevem um achado que inicialmente foi reportado como pegadas de tetrápodes, mas depois revisto, retificado e atribuído a artrópodes de mais de 400 milhões de anos atrás. Detalhe: cada pegada media cerca de 25cm de tamanho e a trilha completa das pegadas era tão grande quanto o espaço ocupado por um trilho de trem, indicando que o artrópode responsável pelas pegadas era possivelmente tão grande quanto um dragão de Komodo.

Aí eu perguntei ao Neil: "Mas no artigo da Nature, os autores mostram que as pegadas deixaram impressões de dedos". Neste momento Neil puxou outro artigo do seu computador intitulado: The presumed amphibian footprint Notopus petri from the Devonian: a probable starfish fossil. Basicamente o artigo argumenta que um fóssil previamente identificado como uma pegada (com dedos) de um anfíbio, seria na verdade um fóssil de estrela do mar! Que tal...

Por fim, Neil pegou uma réplica da pata do Tiktaalik (que mais parecia uma nadadeira) e pressionou contra um monte de areia que ele havia colocado em uma caixa em cima de sua mesa. A impressão deixada pela "pegada" do Tiktaalik também deixava marcas que lembravam dedos. Ficou claro para mim que Neil estava extremamente cético a respeito do suposto tetrápode na capa da revista. E seus argumentos eram convincentes! Fiquei então curioso para saber o que pensavam outros paleontólogos que também trabalham na área.

Michael Coates (aqui da Universidade de Chicago), que descreveu o fóssil do Acanthostega gunnari, não acredita que as pegadas em questão sejam de tetrápodes. Ted Daeshler, da Academia de Ciências Naturais da Filadélfia também acha que não. Jenny Clack, paleontóloga da Universidade de Cambridge na Inglaterra, demonstrando cautela, disse para a Science News: "pelo fato das rochas (onde foram achadas as pegadas) não possuírem fósseis, fica difícil interpretar que tipo de organismo deixou tais pegadas". Interessantemente, em matéria publicada na Folha de São Paulo, Rafael da Costa Silva, do Serviço Geológico do Brasil diz: "É muito difícil distinguir esses grupos de "peixes" dos tetrápodes primitivos, mesmo com base em ossos. Imagine com pegadas" e que "os dados não são assim tão conclusivos quanto acham os autores".

Penso que histórias como esta ensinam várias lições: mesmo que revistas científicas falhem no processo de revisão e aceite de um artigo para publicação (só o tempo determinará se este foi de fato o caso) o mais importante processo de crivo científico é mesmo o modo pelo qual a comunidade científica revisa, reflete, critica e absorve ou descarta teorias. Se as pegadas forem de tetrápodes, fósseis virão. Assim como se Darwin estivesse certo quanto à teoria da evolução, a embriologia, geologia, paleontologia e genética o corroborariam. E estas o fizeram.

Além disso, percebi o quanto é difícil para alguém fora de um campo da ciência, julgar o mérito de achados científicos. Eu trabalho em um laboratório de pesquisa de tetrápodes (porém com biologia molecular) e por conta própria não teria qualquer condição de julgar se tais pegadas são ou não de tetrápodes. O mesmo, penso eu, acontece com muitas pessoas que, sem ter treinamento em biologia evolutiva, tentam julgar se o processo de evolução por seleção natural é verdadeiro ou não. Nessas horas não existe muita alternativa, é preciso consultar aqueles que estão ativamente envolvidos no campo de pesquisa para poder formar uma opinião. Parafraseando aquele programa de TV: é preciso pedir ajuda aos universitários!

Niedźwiedzki G, Szrek P, Narkiewicz K, Narkiewicz M, & Ahlberg PE (2010). Tetrapod trackways from the early Middle Devonian period of Poland. Nature, 463 (7277), 43-8 PMID: 20054388

Draganits, E., Grasemann, B., & Braddy, S. (1998). Discovery of abundant arthropod trackways in the ?Lower Devonian Muth Quartzite (Spiti, India): implications for the depositional environment Journal of Asian Earth Sciences, 16 (2-3), 109-118 DOI: 10.1016/S0743-9547(98)00008-7

Derek E. G. Briggs, & W. D. Ian Rolfe (1983). A Giant Arthropod Trackway from the Lower Mississippian of Pennsylvania Journal of Paleontology, 57 (2), 377-390

ROĈEK, Z., & RAGE, J. (1994). The presumed amphibian footprint Notopus petri fiom the Devonian: a probable starfish trace fossil Lethaia, 27 (3), 241-244 DOI: 10.1111/j.1502-3931.1994.tb01417.x

Como a adaptação acontece?

Interessante que muitas das questões que são um mistério desde os tempos de Darwin estão sendo exaustivamente abordadas no ano de 2009. Tudo bem, agora estamos em 2010 já, mas o artigo que vou comentar saiu na revista Science no final de 2009, 150 anos após a publicação da primeira edição de Origem das Espécies. Uma das mais importantes questões em Evo-Devo atualmente é onde ao nível molecular (do DNA) uma mutação surge, como ela é selecionada e fixada numa dada população, gerando uma nova morfologia (novo fenótipo).

O laboratório de Sean Carroll já é famoso nessa área de Evo-Devo e foi alvo de alguns posts aqui no Blog particularmente porque Carroll é um dos grandes defensores da hipótese de que mudanças no DNA REGULATÓRIO (ativa ou inibe a transcrição do DNA em RNA) são mais importantes que as modificações nas seqüências de AMINOÁCIDOS das proteínas para o surgimento de novas formas. Vários artigos do grupo de Carroll e de outros grupos nos últimos anos têm demonstrado que essa hipótese pode ser verdadeira.

O que esse estudo tem de diferente dos anteriores? Na verdade esse estudo analisa com bastante detalhe uma característica fácil de observar e com valor adaptativo: a pigmentação do abdômen em diferentes populações naturais de moscas-da-fruta. Estas moscas-da-fruta que vivem em alta altitude possuem mais pigmentação no abdômen do que as que vivem ao nível do mar, e acredita-se que este é um caractere adaptativo, ou seja, uma vez que um pedaço de DNA que promove a pigmentação surge, ele tem grande chance de ser mantido na população (selecionado positivamente).

Assim o grupo de Carroll mapeou as regiões do genoma de populações de Drosophila melanogaster presentes na África e identificou que boa parte da variação na pigmentação do abdômen dessas populações era proveniente de diferenças na expressão do gene ebony (ébano, carvão), um gene classicamente conhecido por ser importante na formação de pigmentos em drosophilas de laboratório. Isso é interessante porque teoricamente as mudanças poderiam ter ocorrido em qualquer lugar do genoma mas aparentemente algumas regiões do genoma são mais especiais do que outras!!!

Vários experimentos são importantes nesse artigo, mas eu destaco os vários experimentos que foram capazes de demonstrar ao nível de nucleotídeos do DNA (genótipos) como os diferentes abdomens (fenótipos) provavelmente apareceram. Como a distribuição geográfica dessas diferentes populações de Drosophila é conhecida, os autores puderam inclusive calcular quando cada padrão de pigmentação e cada mudança no DNA provavelmente ocorreu.

Os autores terminam o artigo com uma discussão de porque mudanças regulatórias são mais freqüentes do que mudanças na seqüência codificante de proteínas na geração de novos fenótipos. Recomendo a leitura. Acho que era isso no primeiro post do ano. Feliz ano-novo!

Rebeiz, M., Pool, J., Kassner, V., Aquadro, C., & Carroll, S. (2009). Stepwise Modification of a Modular Enhancer Underlies Adaptation in a Drosophila Population Science, 326 (5960), 1663-1667 DOI: 10.1126/science.1178357