Como o inseto sabe onde é sua cabeça e onde é sua barriga?

Em um estudo publicado na respeitada revista Current Biology, Jeremy Lynch e Siegfried Roth da Universidade de Colônia, Alemanha investigaram a pergunta acima: Como o ovo do inseto estabelece onde é sua cabeça e sua barriga?



Insetos, em particular a mosca-da-fruta Drosophila melanogaster, diferentemente de outros organismos tais como os vertebrados (incluindo nós, é claro) estabelecem as coordenadas ântero-posterior (cabeca e ânus) e dorso-ventral (barriga e costas) exclusivamente a partir de uma mensagem materna. Assim se você observar uma mosca-da-fruta colocando o ovo, você já sabe qual regiao do ovo dará origem a cabeca e qual dará origem aos orgaos posteriores, como o ânus.

Isso é decorrente de toda a estrutura reprodutiva dentro da mosca-mae, na qual vários óvulos em diferentes fases do desenvolvimento sao observados em forma linear. Assim, um ovo maduro é colocado pela mosca-da-fruta e 20 minutos depois outro ovo maduro pode ser colocado. A fertilizacao ocorre durante a saída do ovo. Esta determinacao de onde a cabeca e o ânus vao se formar vem da localizacao de diferentes moléculas, em forma de RNA-mensageiros nas extremidades de cada ovo e da comunicacao entre o núcleo do óvulo e as células da mae.

O mesmo nao acontece conosco mamíferos, nossa estratégia reprodutiva é diferente. Temos poucos óvulos e cuidamos muito bem deles. Além disso, nossas células iniciais interagem muito mais entre si e se dividem mais lentamente que as células dos insetos. Se você retirar uma célula do seu filho no estágio de 8 células, ele ainda sobrevive muito bem obrigado, por isso nosso desenvolvimento é dito como regulatório, isto é, mesmo que alguma coisa dê errado muitas vezes nossas células conseguem consertar. E além disso nós ficamos no quentinho do útero da nossa mae até o nosso nascimento.

O ovo do inseto nao, é colocado no meio ambiente logo no estágio de 1 célula. Você poderia imaginar, coitado desse ovo de inseto... Mas calma, nao se esqueca de que se ele existe até hoje é porque ele passou por um árduo processo de selecao natural de pelo menos 300 milhoes de anos....
Os insetos desenvolveram uma estratégia de reproducao no qual centenas ou milhares de ovos sao colocados em curto espaco de tempo e sabe-se que nos grupos mais derivados filogeneticamente (representados pela a mosca-da-fruta e o mosquito-da-dengue) a informacao genética da mae que determina os eixos corporais (cabeca e barriga).

Agora sim, vem a pergunta principal do artigo de Jeremy e Siegfried. Seria esse processo de determinacao maternal conservado geneticamente em todos os insetos? A principal evidência viria se um mecanismo molecular comum existisse entre os diferentes grupos de insetos. Essa resposta nao é óbvia, porque diferentes grupos possuem ovários de tipos (e morfologias) bem diferentes.

Em resumo, Jeremy e Siegfried acharam que todos os grupos de insetos que eles analisaram (vespas, grilos, besouros e outros ) usam a via de sinalizacao de Epithelial Growth Factor (EGF) para estabelecer seus eixos corporais (cabeca-ânus, barriga-pescoco), assim como a mosca-da-frutaque se utiliza do mesmo EGF......entao essa via atua neste processo a pelo menos 300 milhoes de anos, indicando que o processo é conservado....

Eu que acompanhei este estudo, pois o Jeremy era meu companheiro (copiando nosso Presidente) de laboratório sei da qualidade e da dificuldade de se realizar um estudo deste tipo, pois foram utitlizadas 4 espécies de insetos em que a manipulacao experimental nao é fácil (organismos nao-modelo)...mas Jeremy fez...pena que a Science nao quis...talvez eu seja suspeito...mas acho que valia....

Lynch, J., Peel, A., Drechsler, A., Averof, M., & Roth, S. (2010). EGF Signaling and the Origin of Axial Polarity among the Insects Current Biology DOI: 10.1016/j.cub.2010.04.023

Remarkable Creatures, Sean Carroll: Um livro sobre momentos épicos no estudo da evolução

O livro “Remakable Creatures: Epic Adventures in the search for the origins of species” (Sean Carroll) é sem dúvida nenhuma uma obra-prima para a divulgação da história dos estudos da evolução. Que Sean Carroll é um excelente escritor e cientista não há dúvida, visto o grande número de posts de artigos dele neste blog e do livro Infinitas formas de grande beleza já publicados.

Mas acho que este livro supera os anteriores que li de Carroll principalmente pelo fato dele realmente conseguir atingir o grande público numa das características que normalmente não estão presentes nos cientistas, a emoção. Carroll narra durante todo o livro as aventuras de grandes cientistas pelas mais inóspitas regiões do mundo buscando responder como a vida surgiu e como ela evoluiu. Sem entrar em detalhes, este é o típico livro para você dar ao seu filho quando ele está na adolescência buscando saber qual profissão seguir (particularmente se você gostaria que ele se engajasse na ciência). Também é um bom livro para quando um cientista está desanimado e se perguntando por que é importante fazer ciência, em particular, por que é importante se estudar evolução. Este ainda não é o meu caso.....

Começando por Alexander von Humbolt, passando por Charles Darwin, dando uma atribuição clara ao papel de Alfred Wallace e Henry Bates a primeira parte do livro, “The Making of a Theory” (Fazendo a teoria) é, na minha opinião, uma das melhores partes do livro, pois embora estes tópicos sobre a teoria da evolução tenham sido escritos e reescritos, Carroll consegue dar uma personalidade nova a estes tópicos ao enfatizar a perseverança e as características de cada cientista envolvido com essas descobertas.

O livro segue, recomendo a compra não vou ficar contando todas as estórias, só gostaria de ressaltar uma das últimas passagens, a da descoberta do Homem de Neandertal e dos estudos moleculares sobre separação de nossa linhagem e dos Neandertais, muito bem escrita e muito atual, uma vez que o genoma do Neandertal acaba de ser publicado na Science pelo grupo de Svante Pääbo.

É isso, recomendo a leitura tanto para especialistas quanto para pessoas apenas com interesse geral em evolução. Afinal de contas, quem não gosta de um livro que conta estórias? O interessante é ler estórias reais que mudaram o conceito da humanidade sobre a questão da evolução das espécies....