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As forças motrizes da evolução criaram alguns atributos interessantes que os animais usam para sobreviver. Da cauda do pavão à língua do tamanduá, cada um desses apêndices tem um propósito único. Para robins do maruma notável família de peixes, suas patas semelhantes a caranguejos permitem-lhes “provar” o fundo do oceano em busca de alimento. Em dois novos estudospublicado em Biologia Atualos pesquisadores revelam que as pernas do robin-do-mar são órgãos sensoriais sofisticados que desempenham um papel crucial na detecção de presas enterradas no fundo do mar.
Liderada por Nicholas Bellono, da Universidade de Harvard, e David Kingsley, da Universidade de Stanford, a equipa de investigação descobriu que estas pernas, que evoluíram utilizando os mesmos genes que contribuem para o desenvolvimento dos membros humanos, também estão equipadas com receptores sensoriais semelhantes aos encontrados nas línguas humanas.
“Este é um peixe que desenvolveu pernas usando os mesmos genes que contribuem para o desenvolvimento dos nossos membros e depois adaptou essas pernas para encontrar presas usando os mesmos genes que a nossa língua usa para saborear a comida – bastante selvagem”, explicou Bellono numa declaração recente.
Assista a um vídeo do peixe usando as pernas aqui.
Uma descoberta acidental
Os pesquisadores inicialmente não tinham a intenção de estudar os robins-do-mar. Durante uma viagem ao Laboratório Biológico Marinho em Woods Hole, Massachusetts, os investigadores observaram que outros peixes seguiam os tordos-do-mar, aparentemente atraídos pela sua impressionante capacidade de descobrir presas enterradas. Este comportamento incomum despertou a curiosidade dos cientistas e os levou a trazer vários tordos-do-mar de volta ao laboratório para investigar mais a fundo.
Nos laboratórios de Harvard e Stanford, confirmaram as capacidades dos robins-do-mar, mostrando que os peixes conseguiam detectar e desenterrar até os mais pequenos vestígios de presas, como extracto de mexilhão moído ou aminoácidos isolados. Depois de enterrar a isca na terra, os pesquisadores viram os tordos-do-mar rastrearem a comida e desenterrá-la usando seus pés semelhantes aos de crustáceos.
Esses pés foram feitos para…degustar?
Um estudo revelaram que as pernas do robin-do-mar são cobertas por papilas sensoriais ou terminações nervosas, cada uma recebendo inervação densa de neurônios sensíveis ao toque. Essas papilas também contêm receptores gustativos, permitindo que os peixes detectem quimicamente as presas enterradas e os incitam a cavar. Esta é uma adaptação notável, diferente de tudo visto na maioria das outras espécies de peixes.
“Originalmente ficamos impressionados com as pernas que são compartilhadas por todos os tordos-do-mar e que os tornam diferentes da maioria dos outros peixes”, disse Kingsley. “Ficamos surpresos ao ver o quanto os robins-do-mar diferem uns dos outros nas estruturas sensoriais encontradas nas pernas. O sistema apresenta, portanto, múltiplos níveis de inovação evolutiva.”
Os estudos anatômicos e comportamentais detalhados dos pesquisadores revelaram que as pernas sensoriais permitiram que os tordos-do-mar prosperassem no fundo do mar de uma forma que outros animais não conseguem. Estas pernas, partilhadas por todas as espécies de robin-do-mar, apresentam uma série de diferenças estruturais dependendo do habitat e estilo de vida específico de cada espécie, apresentando um exemplo notável de flexibilidade evolutiva.
Genes para provar pernas
Em seu segundo estudoos pesquisadores se aprofundaram nos mecanismos genéticos por trás das pernas dos tordos-do-mar. O sequenciamento do genoma e o perfil transcricional identificaram um fator crítico de transcrição, chamado tbx3acomo peça-chave no desenvolvimento dessas pernas especializadas. Este gene antigo e conservado regula a formação das papilas sensoriais dos robins-do-mar e o comportamento único de escavação.
“Embora muitas características pareçam novas, geralmente são construídas a partir de genes e módulos que já existem há muito tempo”, observou Kingsley. “É assim que a evolução funciona: mexendo em peças antigas para construir coisas novas.”
Usando a edição do genoma, a equipe demonstrou que os robins marinhos dependem do tbx3a para o desenvolvimento regular das pernas e dos órgãos sensoriais. Este processo permite-lhes desenvolver as pernas extra-sensíveis que evoluíram para usar na sobrevivência.
Outra história para variação evolutiva
Em ambos os estudos, os investigadores enfatizaram que, embora organismos modelo como as moscas-das-frutas ou os ratos tenham fornecido informações valiosas sobre a genética e o desenvolvimento, o estudo de organismos selvagens como os tordos-marinhos oferece uma oportunidade única para explorar a evolução de características complexas na natureza.
As equipes de Bellono e Kingsley estão ansiosas para continuar explorando as mudanças genéticas e genômicas que levaram à evolução dos tordos-marinhos. O seu trabalho sugere que ainda há muito a aprender sobre o potencial oculto dos genes antigos e como eles moldam a diversidade da vida que vemos hoje.
Kenna Hughes-Castleberry é comunicadora científica da JILA (um instituto de pesquisa em física líder mundial) e redatora científica do The Debrief. Siga e conecte-se com ela no X ou entre em contato com ela por e-mail em kenna@thedebrief.org
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