As pessoas dizem “Quando os porcos voam” para descrever o impossível. Mas mesmo que a maioria dos mamíferos seja terrestre, a capacidade de planar ou voar evoluiu repetidamente durante a evolução dos mamíferos, em espécies que vão desde morcegos a esquilos voadores. Como isso aconteceu?



Em um estudo publicado na revista Nature esta semana, uma equipe de pesquisadores liderada pela Universidade de Princeton e pelo Baylor College of Medicine explica a base genômica e de desenvolvimento do patágio, a fina membrana da pele que permite que algumas espécies de mamíferos voem pelo ar.

"Não entendemos muito bem como novas características e adaptações se originam de uma perspectiva molecular e genética. Queríamos investigar como surge uma novidade evolutiva", disse o co-autor Dr. Ricardo Mallarino, professor assistente de biologia molecular em Princeton.

Para entender melhor a evolução do patágio, a equipe se concentrou nos marsupiais. Isto porque a capacidade de planar desenvolveu-se repetidamente, utilizando alterações anatómicas semelhantes, em marsupiais estreitamente relacionados, como o planador do açúcar – um pequeno marsupial pequeno o suficiente para caber no bolso e popular como animal de estimação exótico.

A equipe de Baylor liderou o sequenciamento do genoma de 15 espécies de marsupiais, determinando as sequências de DNA tanto nas espécies planadoras quanto em seus parentes não planadores. A comparação dessas sequências revelou uma evolução acelerada perto de um gene chamado Emx2.

“O que é interessante é que a sequência do gene em si não parece ser onde as mudanças mais relevantes estão ocorrendo. Em vez disso, as principais mudanças estão em sequências curtas de DNA, chamadas de ‘melhoradores’, que ficam próximas no genoma.

"São esses intensificadores de mudança que alteram como e onde o Emx2 está ativo no corpo, e que impulsionam a evolução do deslizamento", disse o co-autor Dr. Erez Lieberman Aiden, professor de genética molecular e humana e diretor do Centro de Genoma. Arquitetura em Baylor.

"Compreender as mudanças subjacentes que acontecem no nível genômico para dar origem a essas características convergentes é importante porque pode nos dizer se a evolução está visando o caminho de menor resistência. Você pode ter o mesmo resultado, mas caminhos diferentes para chegar lá", disse co-primeiro autor Jorge Moreno, aluno de pós-graduação no laboratório de Mallarino.

Em seguida, os pesquisadores queriam testar essas ideias. Para fazer isso, eles usaram uma das características mais exclusivas dos marsupiais:a bolsa. "Os filhotes marsupiais nascem em um estágio de desenvolvimento muito anterior ao dos mamíferos típicos", disse a coautora Dra. Olga Dudchenko, professora assistente de genética molecular e humana em Baylor e pesquisadora do Centro de Física Teórica Biológica da Rice University.

"Em vez de continuarem a desenvolver-se no útero da mãe, eles rastejam para dentro da bolsa dela e ficam lá até estarem prontos para enfrentar o mundo de forma independente. O facto de estarem ali mesmo na bolsa torna muito mais fácil estudar como os genes individuais, como Emx2, afetam o desenvolvimento do marsupial."

Os pesquisadores mostraram que o Emx2 dá origem ao patágio marsupial usando um programa genético que provavelmente existe em todos os mamíferos. Por exemplo, o Emx2 é ativo na pele das laterais de ratos e planadores do açúcar, mas nos planadores do açúcar é expresso por muito mais tempo.

Como observa Dudchenko, também do Centro de Arquitetura do Genoma em Baylor, "Ao modificar esses intensificadores críticos do Emx2, uma espécie após a outra aproveitou este programa universal para desenvolver a capacidade de planar."

Notícias encorajadoras para os porcos que esperam alcançar os céus.

Mais informações: Ricardo Mallarino, Emx2 é a base do desenvolvimento e evolução das membranas deslizantes marsupiais, Natureza (2024). DOI:10.1038/s41586-024-07305-3. www.nature.com/articles/s41586-024-07305-3
Darío G. Lupiáñez, Genomas marsupiais revelam como evoluiu uma membrana da pele para planar, Natureza (2024). DOI:10.1038/d41586-024-01021-8, doi.org/10.1038/d41586-024-01021-8

Informações do diário: Natureza

Fornecido por Baylor College of Medicine