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A assimetria do crânio surgiu rapidamente da coevolução de características

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Você já olhou para um peixe chato como o linguado ou o linguado, com dois olhos em um lado da cabeça, e pensou: “Como isso aconteceu?”

Você é sortudo. A bióloga da Rice University, Kory Evans, tem a resposta.

“Os peixes chatos são alguns dos vertebrados mais estranhos do planeta, e eles se tornaram estranhos muito, muito rapidamente, mudando várias características ao mesmo tempo em um curto período de tempo”, disse Evans, um professor assistente de biociências na Rice que se especializou em estudar evolução. de peixes em escalas de tempo longas.

De todos os mamíferos, répteis, pássaros, anfíbios e peixes, os peixes chatos são facilmente os mais assimétricos. Evans, autor correspondente de um estudo sobre a evolução do peixe chato na Proceedings of the National Academy of Sciences, Ele disse que ajuda a manter isso em perspectiva.

“Imagine qualquer outro animal”, disse ele. “Digamos que você esteja caminhando e vendo um esquilo, e um olho está aqui e o outro ali”, disse ele, apontando para dois lugares no mesmo lado do rosto. “Aquele esquilo está passando por um momento difícil. E existem 800 espécies desses peixes que simplesmente fazem isso.

“A perspectiva ajuda a entender o quão raros esses animais são.”

Em termos evolutivos, a assimetria dos peixes chatos não é apenas uma novidade, é uma inovação e uma característica que distingue os peixes chatos até de seus parentes mais próximos.

Evans disse que a evolução dos peixes chatos é particularmente interessante porque eles começaram como peixes típicos e simétricos. Eles começaram a evoluir sua forma atual, ou morfologia, cerca de 65 milhões de anos atrás, e dentro de 3 milhões de anos, eles estavam praticamente acabados.

“Conseguimos toda aquela nova colonização do morfoespaço em 3 milhões de anos”, disse Evans. “E veja quanto tempo se passou desde então. Portanto, há um período muito curto, muito curto de tempo em que todas essas novas formas e todas essas espécies malucas evoluíram.”

Em seu estudo, Evans e os co-autores Olivier Larouche, da Rice e Sara-Jane Watson, do Instituto de Mineração e Tecnologia do Novo México, descobriram que a forte integração de características genéticas em peixes chatos levou a uma espécie de cascata evolutiva.

“A integração é onde há um alto grau de correlação entre os traços, então se um traço muda, outro traço também muda”, disse Evans. “Em escalas de tempo macroevolucionárias, isso fica realmente interessante, porque as características então começam a co-evoluir umas com as outras. Então, se você mudar uma característica, pode acabar mudando várias outras.”

Ele disse que as características podem ser mais integradas se seu desenvolvimento morfológico for controlado ou influenciado por redes compartilhadas de interação de genes.

“Se as redes de sinalização se expandem para abranger mais e mais recursos, então teoricamente você pode obscurecer as mudanças em todo o organismo usando a mesma rede de sinalização, e você pode mudar muito rápido”, disse ele. “É como apertar um botão e virar o animal inteiro de uma vez.”

Evans, Larouche e Watson usaram vários métodos para reconstruir a história evolutiva do peixe chato. Um era um método filogenético comparativo que traça a história evolutiva de características entre as espécies. As árvores filogenéticas têm galhos que mostram onde as espécies divergem. “Normalmente, a árvore é construída usando a genética”, disse Evans. “Então, talvez tenhamos um monte de genomas para todas essas espécies. E podemos usar isso para descobrir quem é mais próximo de quem. Então, uma vez que a árvore é construída, posso ver como as características mudaram ao longo do tempo usando a padrão de ramificação como um guia. “

Os pesquisadores também usaram um micro-tomógrafo no laboratório de Evans para realizar varreduras 3D dos crânios de várias espécies de peixes chatos. As varreduras foram usadas para fazer modelos morfométricos 3D que puderam ser comparados quanto às diferenças de formato. Mas muitas espécies de peixes chatos são tão diferentes que não foi possível “separá-los apenas pela forma ou pela filogenia apenas”, disse Evans.

Os pesquisadores então criaram modelos matemáticos complexos para rastrear o grau de integração entre as diferentes regiões do crânio ao longo dos 65 milhões de anos de história dos peixes chatos e seus parentes.

“Descobrimos que os peixes chatos eram muito mais integrados do que os não chatos, e o que isso significa é que a evolução da assimetria dos peixes chatos acabou sendo um processo integrado, envolvendo basicamente mudanças em todo o crânio”, disse. “À medida que o olho migrou, muitas outras coisas mudaram. E ele se tornou aditivo. Assim, à medida que o crânio do peixe chato se tornava cada vez mais integrado, mais coisas começaram a mudar, por unidade de tempo, do que uma geração antes.”

Quanto ao motivo pelo qual os peixes chatos evoluíram para ser assimétricos, Evans disse que não era a única maneira de se achatar.

“Outros peixes planos não faziam isso, como as arraias”, disse ele. “Eles ficam achatados como uma panqueca. Mas seus olhos não estão do mesmo lado. A rêmora (também conhecida como peixe sugador) também é um peixe de aparência achatada, e eles não fizeram isso.”

Visto que a evolução é uma competição pela “sobrevivência do mais apto”, o sucesso evolucionário do peixe chato levanta a questão: a assimetria é de alguma forma vantajosa?

“Eu não vou mentir”, disse Evans. “Eu realmente não sei se há uma vantagem. Acho que eles fizeram isso porque podiam.”

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Traduzido de Science Daily

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