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O que um peixe pequeno pode nos dizer sobre como os seres humanos ficaram de pé

Você pensaria que o mais recente salto em nossa compreensão da locomoção humana viria do estudo dos pés. No entanto, os cientistas descobriram uma nova e surpreendente pista sobre as origens do bipedismo humano em um peixe comum, do tamanho de um mindinho.

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Analisando o DNA do espinhento, pesquisadores liderados por David Kingsley, biólogo da Universidade de Stanford, identificaram o chamado realçador genético, uma espécie de botão de controle de volume que funciona durante o desenvolvimento do corpo para ajudar a esculpir as placas ósseas que envolvem o esgana em vez de escalas. O intensificador modula a liberação de uma proteína relacionada ao osso conhecida como GDF6, transformando-a para cima ou para baixo para alterar as placas de acordo com a configuração do peixe. Para sticklebacks marinhos que vivem em águas abertas com uma infinidade de predadores dentados, o realçador produz proteína GDF6 suficiente para ajudar a construir placas protetoras pesadas. Mas sticklebacks de água doce se saem melhor para se esconder e se esconder, e assim, através do movimento impulsionador da liberação de proteína, esses peixes acabam com placas mais finas e mais maleáveis.

A resposta de um gene biológico varia de um cenário para o outro, enquanto o alvo - as proteínas do tijolo e cimento - permanece o mesmo, proporcionando considerável flexibilidade à evolução. "É um mecanismo tão bom para evoluir características que você vê que é usado repetidamente", diz Kingsley.

Quando os pesquisadores exploraram o papel da proteína GDF6 e seus potenciadores na formação dos ossos de mamíferos, incluindo o chimpanzé, nosso parente genético mais próximo, eles descobriram um potenciador que afetava o desenvolvimento dos membros posteriores, mas não dos membros anteriores. O maior impacto do gene foi no comprimento e na curvatura dos dedos. No DNA humano, no entanto, o intensificador foi excluído.

Essa única mudança genética poderia ajudar a explicar diferenças importantes entre um pé de chimpanzé e o nosso - e como nossos ancestrais ganharam o poder de se levantar e caminhar sobre dois pés. Os dedos dos pés de um chimpanzé são longos e esticados, e seu equivalente na ponta dos pés se afasta dos outros dedos como um polegar: um pé preênsil projetado para escalada rápida. Em contrapartida, no pé humano, a sola é aumentada enquanto o osso do dedão do pé é engrossado e alinhado com o outro, dedos agora escorçados: esta é uma plataforma robusta, capaz de suportar uma carga vertical em movimento.

Além de mostrar que nosso dedão merece muito mais respeito do que a maioria de nós sabe, a nova descoberta demonstra que pequenas alterações no DNA podem ter impactos evolutivos profundos, e que a natureza é uma recicladora incansável e artista de colagem, misturando e combinando algumas técnicas favoritas para gerar uma diversidade de formas aparentemente sem fundo.

"Nossa história compartilhada com peixes", diz Neil Shubin, autor de seu peixe interior e um paleontólogo, "faz deles uma arena maravilhosa para explorar os fundamentos de nossos próprios corpos."

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Esta história é uma seleção da edição de abril da revista Smithsonian.

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