Origem e evolução dos animais – parte 1

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Muita gente sente fascínio pelos animais, e uma boa parte desse fascínio está certamente ligada à grande diversidade de formas que vemos hoje em dia. Muitas patas, sem patas, com pêlo, penas, a nadar, voar, rastejar e parasitar, a diversidade obtida pelos animais ao longo de milhões de anos de evolução é tão grande que é uma sensação quase de sobriedade, mas ao mesmo tempo de maravilha, que temos quando nos damos conta de que este grande grupo vivo surgiu a partir de um único e tímido antepassado comum.

À semelhança de muitos outros seres vivos (mas não da maioria!), os animais (Metazoa) são eucariontes, o grupo de seres vivos que possuem o seu material genético protegido por um organelo membranar, o núcleo. Antigamente os animais eram um dos 4 grupos de eucariontes, juntamente com as plantas, os fungos e os protistas (os eucariontes unicelulares), mas recentemente assistiu-se a uma revolução na forma de ver a diversidade dos eucariontes: muitos grupos que antes se pensava serem pequenos ramos sem importância correspondem a linhagens bastante significativas no esquema evolutivo dos eucariontes. De certa forma, podemos dizer que os animais, não perdendo nenhuma da sua diversidade (mantêm-se como um dos grupos de eucariontes mais diversos), perdem um lugar de destaque no esquema evolutivo da vida.

Rede filogenética simplificada dos eucariontes (posição dos animais marcada a vermelho) - Fonte: Keeling et al (2005)

Olhando para a rede filogenética (que difere de uma árvore filogenética por não possuir uma “origem”, uma raíz), pode-se ver que os animais se encontram no grande ramo dos Unikonta, que junta as amibas (Amoebozoa) com os opistocontes (Opisthokonta), os eucariontes que possuem células, em algum estado da sua vida, com um único flagelo localizado na parte posterior da célulae nos quais incluimos os fungos, animais e parentes mais próximos.

Os parentes mais próximos dos animais são os coanoflagelados (Choanoflagellata), um grupo de protozoários cosmopolitas com algumas semelhanças com os animais com características mais primitivas, as esponjas. Os coanoflagelados podem ser livres ou sésseis, e viver como células solitárias ou formar colónias. Para além de características moleculares e ultraestruturais, o que salta mais imediatamente à vista nos coanoflagelados é a sua morfologia celular: a célula possui o flagelo posterior envolto num colar, que juntamente com o flagelo, participa na captura de partículas alimentares, através de uma série de vilosidades que actuam como peneiras.

Um coanoflagelado é bastante semelhante aos coanócitos das esponjas - Fonte: http://www.nicerweb.com/bio1152/Locked/media/ch33/sponge.html

O corpo de uma esponja é constituído, de forma grosseira, por uma camada exterior, a pinacoderme, uma interior, a coanoderme, e pelo mesênquima, uma camada gelatinosa interna que possui vários tipos celulares; o corpo da esponja é poroso, o que permite a entrada de água com partículas alimentares (são animais filtradores). Neste momento interessa-nos olhar com mais atenção para a coanoderme: esta é constituída por um tipo de células flageladas, os coanócitos, cuja função é a criação de correntes de água para o interior do corpo da esponja, batendo os flagelos para o conseguir, sendo por isso fundamentais no processo de alimentação. Este flagelo está envolto por um colar, tal e qual o colar dos coanoflagelados, e com a mesma função, a captura (e por vezes até a digestão) de partículas e microrganismos!

Isto indica-nos que o antepassado de todos os animais (o “urmetazoário”) seria semelhante a uma esponja, e que teria evoluído de um protozoário parecido com os coanoflagelados actuais. Esse ser, designado por Claus Nielsen (ver referências) de “coanoblasto” (choanoblastaea), seria multicelular mas teria apenas um tipo de células, os coanócitos. Estas formariam uma esfera, e teriam que haver meios de adesão, comunicação, reconhecimento e transporte de partículas entre os vários coanócitos. Algumas destas moléculas, como as caderinas e as quinases de tirosina, existem tanto nas esponjas como nos coenoflagelados, o que demonstra que já estariam presentes nos nossos antepassados, onde poderiam ter outra função que não as funções que agora realizam.

A esponja Xestospongia testudinaria - Fonte: Albert Kok (http://en.wikipedia.org/wiki/File:Vaasspons2.jpg)

A evolução desta linhagem para um estado multicelular pode ter sido uma resposta a um problema que todas as células flageladas eucarióticas encontram: para se dividirem e gerarem novas células, precisam de perder o flagelo, entrando numa fase em que não são capazes de se alimentarem ou moverem. Enquanto que uma célula solitária não pode dividir-se e mover-se ao mesmo tempo, numa colónia as células podem dividir funções, e é precisamente isso que se observa nas colónias de coanoflagelados actuais: enquanto umas se dividem, outras permanecem no estado móvel, alimentando-se, podendo depois trocar. A partir desta esquema simples, poder-se-iam ter desenvolvido outros tipos celulares, cada vez mais especializados para diferentes funções, e o corpo da esponja formar-se-ia com a internalização da camada com coanócitos e a formação de cavidades.

Em termos cronológicos, tem sido difícil especificar quando é que isto teria ocorrido. Conhece-se já um bom número de fósseis de animais anteriores ao período Câmbrico (o período em que o registo fóssil dos animais melhora de forma muito significativa), mais concretamente na metade final do período Ediacariano (cerca de 580 a 540 Ma), mas as origens teriam que ter ocorrido bastante antes. Estes animais, colectivamente chamados “fauna de Ediacara”, e incluem animais de afinidades mal resolvidas, com autores a afirmarem que pertencem a grupos modernos, enquanto outros defendem que pertencem a um grupo já extinto, os Vendazoa. É de rochas do Ediacariano que se encontraram os vestígios mais antigos de esponjas, sob a forma de esqueletos de natureza calcária.

Métodos moleculares para obter datas de divergências entre linhagens, os chamados relógios moleculares, não parecem resolver a dúvida com certezas neste caso, pois apontam datas de origem para os animais muito mais antigas do que o registo fóssil indica, acima de 1000 Ma, um conflito demasiado grande e que implicaria a existência de uma fauna críptica que terá deixado pouco ou nenhum registo durante 500 Ma.

Na próxima parte: medusas e Trichoplax!

Origem e evolução dos animais – Parte 1

Origem e evolução dos animais – Parte 2

Origem e evolução dos animais – Parte 3

Origem e evolução dos animais – Parte 4

Referências

- Brusca, R. C., and G. J. Brusca (2003). Invertebrates. Second edition. Sinauer Associates, Inc., Sunderland, MA

- GAIDOS, E., DUBUC, T., DUNFORD, M., MCANDREW, P., PADILLA-GAMIÑO, J., STUDER, B., WEERSING, K., & STANLEY, S. (2007). The Precambrian emergence of animal life: a geobiological perspective Geobiology, 5 (4), 351-373 DOI: 10.1111/j.1472-4669.2007.00125.x

- KEELING, P., BURGER, G., DURNFORD, D., LANG, B., LEE, R., PEARLMAN, R., ROGER, A., & GRAY, M. (2005). The tree of eukaryotes Trends in Ecology & Evolution, 20 (12), 670-676 DOI: 10.1016/j.tree.2005.09.005

Medina, M., Collins, A., Taylor, J., Valentine, J., Lipps, J., Amaral-Zettler, L., & Sogin, M. (2003). Phylogeny of Opisthokonta and the evolution of multicellularity and complexity in Fungi and Metazoa International Journal of Astrobiology, 2 (3), 203-211 DOI: 10.1017/S1473550403001551

Nielsen C (2008). Six major steps in animal evolution: are we derived sponge larvae? Evolution & development, 10 (2), 241-57 PMID: 18315817

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