Como as baleias e os golfinhos evoluíram para a vida no mar
Um novo estudo mostra que os genomas dos cetáceos, que incluem golfinhos e baleias, mudaram de maneiras importantes para permitir que esses animais façam a transição de ambientes terrestres para aquáticos.
Embora os cetáceos, como os golfinhos e as baleias, pareçam peixes e - assim como os peixes - vivam em ambientes aquáticos, eles são, na verdade, mamíferos aquáticos.
Portanto, eles estão, de muitas maneiras, mais próximos dos vertebrados que vivem na terra e dão à luz jovens vivos e depois os amamentam.
Os pesquisadores agora sabem que os cetáceos evoluíram de ancestrais que viviam na terra há cerca de 52,5 milhões de anos, fazendo a transição para uma vida no mar.
Para essa mudança drástica, esse grupo de mamíferos se adaptou lentamente ao longo do tempo, desenvolvendo diferentes características biológicas que atendem às necessidades da vida subaquática.
Enquanto alguns - incluindo nadadeiras, nadadeiras e uma forma corporal aquadinâmica - são facilmente perceptíveis, outras adaptações são mais sutis, mas não menos importantes.
Agora, um estudo de dois Institutos Max Planck em Dresden, Alemanha, da Universidade da Califórnia em Riverside e do Museu Americano de História Natural em Nova York, NY, mostra como a composição genética dos cetáceos evoluiu para permitir que vivam no oceano .
No artigo de pesquisa, que aparece no jornal Avanços da Ciência, os autores explicam que essa transição foi, em parte, possível porque genes específicos se tornaram inativos em golfinhos, baleias e outros cetáceos ao longo dos milênios.
85 "genes perdidos" podem ter facilitado a vida no mar
O autor principal Matthias Huelsmann e colegas estavam interessados em entender melhor como os genomas dos cetáceos se adaptaram para permitir que prosperem debaixo d'água.
Para fazer isso, eles “pentearam” 19.769 genes em 62 espécies diferentes de mamíferos - incluindo, como explicam em seu artigo de estudo, “quatro cetáceos, dois pinípedes [um clado que inclui focas e morsas], um peixe-boi e 55 mamíferos terrestres ”- em busca de genes que se tornaram inativos depois que os cetáceos evoluíram de seus ancestrais terrestres.
“Para identificar precisamente os genes que foram inativados durante a transição da terra para a água na linhagem do caule dos cetáceos, usamos o genoma recentemente sequenciado do hipopótamo comum, um mamífero semi-aquático que [...] é o parente vivo mais próximo dos cetáceos , e considerados apenas genes sem mutações inativadoras detectadas no hipopótamo ”, explicam os autores do estudo.
Assim, a equipe conseguiu identificar 85 “genes perdidos”. Embora pesquisas anteriores já tivessem identificado alguns deles, 62 (equivalente a 73%) eram novas descobertas.
Um dos genes inativados, explicam os pesquisadores, desempenha um papel na secreção de saliva. Embora a saliva ajude os mamíferos terrestres a lubrificar e amaciar os alimentos, bem como a iniciar o processo digestivo por meio de enzimas específicas, ela se tornou desnecessária para os mamíferos aquáticos porque a água pode realizar essas "tarefas".
Dois outros genes que se “perderam” foram necessários para a formação do coágulo sanguíneo. No entanto, sua inativação provavelmente permitiu que outros mecanismos de selamento de feridas fossem mais úteis para a evolução da vida aquática.
Outra perda importante foi a de certos genes envolvidos na função pulmonar. A nova composição genética permite que os pulmões dos cetáceos entrem em colapso quando mergulham no mar.
“Embora o colapso do pulmão represente um grave problema clínico para os humanos, ele serve para reduzir a flutuabilidade e o risco de desenvolver doença descompressiva em cetáceos”, explicam Huelsmann e colegas.
Os cetáceos também perderam todos os genes que permitem aos mamíferos sintetizar a melatonina, um hormônio que ajuda a regular os ciclos de sono e vigília.
Nesses mamíferos que vivem na água, essa perda pode ter levado à evolução de um tipo diferente de sono chamado sono uni-hemisférico. Nessa forma de sono, apenas metade do cérebro repousa, enquanto a outra metade permanece alerta. Este mecanismo permite que os cetáceos nadem até a superfície ou produzam mais calor, se necessário.
Todas essas adaptações, argumentam os pesquisadores, podem ter ajudado baleias, golfinhos e mamíferos aquáticos semelhantes a começar a viver mais como peixes.
“Nossas descobertas sugerem que as perdas de genes em cetáceos não estão apenas associadas às especializações aquáticas, mas podem estar envolvidas na adaptação a um ambiente totalmente aquático”, concluem os pesquisadores.
