Como foi o intestino, a pele e a musculatura evoluem? Esta questão preocupa os cientistas há mais de um século. Através da investigação do desenvolvimento embrionário de anêmonas do mar, uma linhagem animal muito antiga, pesquisadores da Universidade de Viena chegaram agora a conclusões que desafiam a hipótese de 150 anos da homologia (origem evolutiva comum) das camadas germinativas que formam todos os órgãos e tecidos posteriores.

De acordo com uma hipótese de 150 anos, todos os tecidos e órgãos do nosso corpo derivam de uma das três camadas germinativas que são estabelecidas durante a embriogênese inicial. Esta "hipótese da camada germinativa" afirma que a pele e o sistema nervoso derivam da camada externa do ectoderma, o intestino e alguns órgãos internos, como o pâncreas, derivam da camada endoderme interna, enquanto músculos e gônadas derivam da camada intermediária, o mesoderma. Logo no início, os pesquisadores notaram uma diferença fundamental no número de camadas germinativas em diferentes grupos de animais.

Enquanto a maioria dos animais, como humanos, insetos e vermes, desenvolver a partir de três camadas germinativas, os cnidários (corais, anêmonas do mar ou medusas) carecem da camada intermediária e apresentam apenas duas camadas de células durante o desenvolvimento e ao longo da vida. O surgimento do mesoderma como a terceira camada germinativa intermediária é considerado um evento chave durante a evolução de animais complexos. Até aqui, Contudo, era controverso como o mesoderma evoluiu, e como as duas camadas germinativas cnidárias se relacionam com as três camadas na maioria dos outros animais. Uma nova publicação do laboratório de Ulrich Technau no Departamento de Evolução e Desenvolvimento Molecular da Universidade de Viena apresenta uma visão fundamentalmente nova da evolução das camadas germinativas.

O mais interno, O endoderma formador do intestino sempre foi considerado como um parente evolucionário entre cnidários e outros animais. Em seu estudo, Technau e colegas agora testaram essa hipótese rastreando a origem embrionária das células produtoras de enzimas digestivas, bem como seus genes reguladores de desenvolvimento típicos do intestino e do pâncreas em uma anêmona do mar. Os autores mostram que em anêmonas do mar, contra todas as crenças anteriores, as células das glândulas produtoras de enzimas digestivas e insulina não se desenvolvem da endoderme, mas da parte ectodérmica da boca, a faringe. "Fiquei intrigado quando vi pela primeira vez que todos os derivados da endoderme de anêmonas do mar são totalmente desprovidos de células das glândulas digestivas. Isso não é o que é ensinado nos livros de biologia", explica Patrick Steinmetz, que contribuiu com a maioria dos experimentos e agora é um líder de grupo na Universidade de Bergen, na Noruega.

"Os resultados mudam completamente a maneira como pensamos sobre a origem das camadas germinativas. Isso significa que 'endoderme' em anêmonas do mar e vertebrados, embora sejam chamados da mesma forma, na verdade não estão relacionados com a evolução ", acrescenta Ulrich Technau. Se o ectoderma da boca da anêmona do mar e não o endoderma corresponder ao intestino e ao pâncreas dos vertebrados, então qual é o correlato de vertebrado do endoderma da anêmona do mar? Quando Steinmetz e Technau se aprofundaram nessa questão, eles encontraram fortes semelhanças entre a endoderme cnidária e a camada intermediária da mesoderme:ambas compartilham um grande número de genes reguladores, e ambos dão origem a tipos de células semelhantes, como células musculares ou gônadas. A anêmona do mar, portanto, mostra uma correlação clara do mesoderma, mas não em uma posição intermediária como encontrada em animais de três camadas. Posicionamento, e não uma nova emergência, O tecido entre o intestino e a pele foi, portanto, o evento-chave que levou à evolução dos animais de três camadas.

"A esmagadora maioria dos animais hoje em dia desenvolve três camadas germinativas, e demos um grande passo em direção à compreensão de um dos eventos mais cruciais subjacentes a esta história de sucesso evolutivo ", conclui Steinmetz.