Cume – Escalando Montanhas

Histórico – Por Francisco Prosdocimi – O estudo da filogenia molecular ou evolução molecular é conhecido desde o ano de 1900, mesmo antes da redescoberta dos trabalhos de Mendel. Estudos imunoquímicos mostraram reações sorológicas cruzadas eram mais fortes em organismos mais relacionados do que em organismos mais distantes. Essas informações foram utilizadas por Nuttall (1904) para inferir relações filogenéticas entre vários grupos de mamíferos. Nuttall determinou que as espécies mais próximas do homem fossem os macacos, seguidos pelos macacos no velho mundo, os macacos do novo mundo e os prosímios. Desde os anos 50, várias técnicas têm sido desenvolvidas em biologia molecular e utilizadas para estudos filogenéticos. Os métodos mais antigos e dispendiosos, como a eletroforese de proteínas, hibridização de DNA e métodos imunológicos logo foram substituídos por sequenciamentos de proteínas e principalmente de ácidos nucléicos, que se tornaram amplamente utilizados em estudos de relações filogenéticas entre populações ou espécies. A aplicação desses métodos logo levou ao desenvolvimento de medidas de distância genética e de montagem de árvores que expressassem as diferenças observadas entre os organismos. A rápida acumulação de dados a partir da década de 1970 provocou um grande impacto na filogenia molecular. Dados de seqüências de DNA foram utilizados para a montagem de árvores filogenéticas em organismos proximamente (homens e macacos) ou distantemente relacionados (eucariotos, eubacteria e archaeabacteria). Portanto, os dados moleculares têm provido uma poderosa ferramenta de estudo da história evolutiva, de forma a possibilitar a reconstrução da filogenia dos maiores grupos de organismos vivos.

É claro, entretanto, que não devemos abandonar os métodos tradicionais de classificação dos organismos, como a morfologia, fisiologia e paleontologia. Ao invés disso, devemos prover dados complementares e mais precisos sobre as semelhanças e divergências de caracteres. A taxonomia baseada na morfologia e em dados anatômicos é ainda muito importante para a comparação com as informações paleontológicas disponíveis, já que o DNA de formas fósseis é quase impossível de ser recuperado.

Estudos Filogenéticos

Para que estudemos a evolução dos organismos é interessante entendermos como funcionam os mecanismos genéticos e ecológicos das mudanças evolutivas. Entretanto, ao estudar esses mecanismos, conseguimos apenas propor teorias que expliquem como ocorreu a evolução de certo organismo e isso é diferente de determinar o como foi, realmente, a história da evolução.

A história da evolução pode ser mais bem contada por dados paleontológicos e de sistemática biológica. Portanto, para traçarmos a história da evolução através desses dados, que na maioria das vezes encontram-se extremamente fragmentados, devemos utilizar métodos através dos quais essa história pode ser inferida.

A evolução consiste, principalmente, em duas formas de diferenciação: na anagênese, ocorre uma mudança direcional dentro de uma única linhagem e na cladogênese há uma ramificação da árvore filogenética através da especiação. Estritamente falando ambas as formas de diferenciação são idênticas e a ramificação deve-se apenas à interrupção do fluxo gênico entre populações levando a evolução por anagênese em cada uma das subpopulações geradas pela interrupção reprodutiva entre elas.

Para que possamos definir a história evolutiva de certo grupo de organismos devemos observar a velocidade e o padrão de alteração anagenética do máximo possível de características. Em padrões filogenéticos, dizer que uma espécie X é mais próxima a uma espécie Y do que a outra espécie Z é o mesmo que dizer que X e Y apresentam um ancestral comum mais recente entre si do que cada uma delas com relação a Z.

Em toda linhagem evolutiva, algumas características evoluem (mudam), enquanto outras permanecem iguais. Portanto, podemos dizer que cada uma das espécies existentes hoje é formada por um conjunto de características ancestrais – que evoluíram com pouca ou nenhuma alteração desde ancestrais mais antigos – e características derivadas – que sofreram mudanças recentes. Deve-se observar aqui que uma característica derivada não está necessariamente relacionada com uma vantagem ou um progresso evolutivo, ela representa apenas uma característica que surgiu mais tarde no processo evolutivo.

Certo caráter pode apresentar diversos estados e esses diferentes estados de caráter são os dados que nos permitem traçar as árvores filogenéticas. Para realizarmos uma análise filogenética alguns conceitos devem ser entendidos: uma pleosiomorfia diz respeito a um caráter ancestral e uma apomorfia está relacionada a um ou mais caracteres derivados. Um caráter ancestral compartilhado por diversas linhagens é denominado simplesiomórfico, enquanto um caráter derivado compartilhado por algumas linhagens é chamado sinapomórfico.

Deve-se observar também que as características evoluem em taxas diferentes e que uma característica pode sofrer uma mudança muito tempo depois de que uma linhagem tenha se separado de seu grupo irmão. Essas características podem também não sofrer alterações e continuarem iguais em dois grupos irmãos, sendo o seu estado definido como simplesiomórfico para os grupos.

Para que façamos estudos evolutivos, devemos tomar cuidado com quais caracteres devem ser escolhidos. Devemos ter sempre em mente que alguns deles podem surgir independentemente em linhagens evolutivas distintas (convergência adaptativa) e, além disso, pode ocorrer também uma regressão de um caráter derivado para um caráter ancestral devido a algum fator, direcional ou não. Portanto, quando fazemos estudos evolutivos, devemos sempre observar o maior número de características possíveis, com o objetivo de diminuir a probabilidade de estarmos olhando uma característica evolutivamente incomum.

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