BMP4 e os tentilhões de Galápagos

Em Junho de 2007 o New York Times produziu uma excelente matéria de 5 páginas descrevendo algumas das mais importantes descobertas em Evo Devo. A matéria inclui opiniões do Dr. Sean Carroll (Univ. de Wisconsin), Dr. Scott F. Gilbert (Swarthmore College) e descreve os trabalhos da Dra. Vivian F. Irish (Yale) com genes MADS box e evolução de plantas e as descobertas feitas aqui no nosso laboratório (Dr. Neil Shubin, Univ. de Chicago).

Gostaria de destacar um trabalho em particular, pois este ilustra perfeitamente a interconexão entre genes, forma e o processo embrionário; além de, claro, revelar segredos por trás da evolução do grupo de aves que em 1831 encantou um jovem naturalista britânico.
Durante sua passagem pelas Ilhas Galápagos, Charles Darwin estudou a grande variedade de aves presentes no arquipélago. As espécies de tentilhoes variavam com relação as formas de bicos; algumas espécies possuem bicos longos, finos, outras, bicos mais curtos e largos. Darwin propôs que estas diferentes ave são descendentes de uma espécie continental que colonizou o arquipélago. Mas qual o mecanismo por trás do surgimento de diversas formas de bicos entre as aves de Galápagos?

Por algum tempo, biólogos especulavam que o acúmulo de mutações em diversos genes, ou seja, alterações no conteúdo da mensagem genética, estariam por trás da diversidade de bicos. O tempo revelaria, entretanto, que não é a mensagem em si que fora alterada, mas sim o local e intensidade da mensagem genética.

Mais de um século depois da passagem de Darwin por Galápagos, o grupo liderado pelo Dr. Cliff Tabin, da Universidade de Harvard, descobriu que a espessura dos bicos dos tentilhoes de Galápagos é controlada pelo gene BMP4, produzido durante o período embrionário na região que da origem ao bico; quanto mais espesso e largo o bico, maior era a expressão do gene BMP4.
Para demonstrar que a intensidade da expressão do gene BMP4 era responsável pela espessura e largura do bico, os pesquisadores aumentaram artificialmente a produção deste gene em embriões de galinha. Resultado: pintinhos com bicos mais espessos e largos, assim como os daquele grupo de aves de Galápagos!

Esta incrível descoberta abriu caminho para novas expeculações: se BMP4 controla a forma dos bicos das aves em Galapagós, estaria também por trás da variedade de bicos em outras aves? Ou em outros animais? O grupo do Dr. Craig Albertson, da Universidade de Syracuse, mostrou que BMP4 também controla a espessura da mandíbula de peixes ciclídeos, na África: quanto maior a expressão de BMP4, mais robusta a mandíbula!