Origens evolutivas da biodiversidade animal

por University of Bristol

 

Esta imagem é baseada na presença e ausência de características anatômicas, como pernas articuladas e olhos compostos, neurônios e caveiras ósseas. Considerando todos esses recursos, os animais que são semelhantes se agrupam, longe dos animais que são diferentes. A maior parte desse "espaço de design" está desocupada, em parte por causa da extinção de ancestrais antigos que não são representados, em parte porque os animais existem há meio bilhão de anos e isso não é tempo suficiente para explorar todos os projetos possíveis, mas a maioria dos o espaço de design está desocupado porque esses designs são impossíveis. Crédito: University of Bristol

Um novo estudo realizado por uma equipe internacional de pesquisadores, liderada por cientistas da Universidade de Bristol, revelou as origens e a evolução dos planos do corpo animal.

 

Os animais evoluíram de ancestrais unicelulares, diversificando-se em trinta ou quarenta desenhos anatômicos distintos. Quando e como esses projetos surgiram tem sido o foco do debate, tanto na velocidade da mudança evolutiva quanto nos mecanismos pelos quais as mudanças evolutivas fundamentais ocorrem.

 

Os planos do corpo animal surgiram ao longo de eras de mudança evolutiva gradual, como sugeriu Darwin, ou esses desenhos surgiram em um episódio de diversificação explosiva durante o período cambriano, cerca de meio bilhão de anos atrás?

 

A equipe de pesquisa abordou essa questão compilando exaustivamente a presença e a ausência de milhares de características de todos os grupos de animais vivos.

 

O professor Philip Donoghue, da Escola de Ciências da Terra da Universidade de Bristol, disse: "Isso nos permitiu criar um 'espaço de forma' para os planos do corpo animal, quantificando suas semelhanças e diferenças.

 

"Nossos resultados mostram que a mudança evolutiva fundamental não se limitou a uma explosão inicial de experimentação evolutiva. Os projetos de animais continuaram a evoluir até os dias atuais - não gradualmente como Darwin previu -, mas aos trancos e barrancos, episodicamente ao longo de sua história evolutiva".

 

Um trilobita fóssil do Lagerstätte fóssil cambriano Sirius Passet do norte da Groenlândia. Os trilobitas são um dos primeiros grupos de animais a aparecer no registro fóssil. Crédito: Jakob Vinther, Universidade de Bristol.

O co-autor Bradley Deline, da Universidade da Geórgia Ocidental, acrescentou: "Nossos resultados são importantes, pois destacam os padrões e caminhos pelos quais os planos do corpo animal evoluíram.

 

"Além disso, grandes expansões em forma animal após o Cambriano estão alinhadas com outras grandes transições ecológicas, como a exploração de terras.

 

"Muitos dos animais com os quais estamos familiarizados hoje são objetivamente bizarros em comparação com as estranhas maravilhas cambrianas. Francamente, borboletas e pássaros são mais estranhos do que qualquer coisa nadando no mar antigo".

 

Os co-autores James Clark, da Escola de Ciências da Terra de Bristol, e o Dr. Mark Puttick, do Departamento de Biologia da Universidade de Bath, trabalharam para tentar encaixar as espécies fósseis no estudo.

 

Puttick disse: "Um dos problemas que tivemos é que nosso estudo é baseado principalmente em espécies vivas e precisávamos incluir fósseis. Resolvemos o problema através de uma combinação de análise de fósseis e uso de modelos computacionais de evolução".

 

Fossil Halkieria evangelista do fóssil cambriano Sirius Passet Lagerstätte, no norte da Groenlândia. A afinidade dos halkieriids tem sido muito debatida, mostrando semelhanças com moluscos, braquiópodes e anelídeos. Foi interpretado para representar um plano distinto do corpo animal cambriano, mas é mais convencionalmente interpretado como um molusco primitivo. Crédito: Jakob Vinther, Universidade de Bristol.

James Clark acrescentou: "Os fósseis traçam intermediários de seus parentes vivos no espaço da forma. Isso significa que a distinção dos grupos vivos é uma consequência da extinção de seus intermediários evolutivos. Portanto, os animais parecem diferentes por causa de sua história, em vez de saltos não preservados. anatomia."

 

A co-autora Jenny Greenwood, também da Escola de Ciências da Terra da Universidade de Bristol, queria aprofundar. Ela queria descobrir qual dos muitos mecanismos genéticos propostos impulsionou a evolução dos planos do corpo animal.

 

Jenny Greenwood disse: "Fizemos isso coletando dados sobre os diferentes genomas, proteínas e genes reguladores que os grupos de animais vivos possuem. As diferenças nos desenhos anatômicos se correlacionam com os conjuntos de genes reguladores, mas não com o tipo ou a diversidade de proteínas. Isso indica que é a evolução da regulação genética da embriologia que precipitou a evolução da biodiversidade animal ".

 

O co-autor Kevin Peterson, do Dartmouth College, acrescentou: "Nosso estudo confirma a visão de que a contínua construção regulatória de genes foi a chave para a evolução animal".