Um dos principais processos de evolução - a seleção natural - está se desenrolando bem diante de nossos olhos. Ao longo do último meio século, surgiram na Terra insetos que não têm medo de pesticidas, ratos que não são sensíveis a venenos e bactérias que são resistentes a antibióticos. Quem e como se adapta às condições adversas.
Sobreviventes do furacão
No verão de 2017, um grupo de cientistas da Universidade de Harvard observou populações de pequenos lagartos, Anolis scriptus, que viviam nas Ilhas Turcas e Caicos, nas Índias Ocidentais. Quatro dias após o fim da expedição, os furacões Irma e Maria atingiram o arquipélago. Seis semanas depois, os biólogos voltaram para coletar os dados novamente.
Descobriu-se que, após o desastre natural, os lagartos mudaram acentuadamente - os dedos sobreviventes eram em média mais longos, os membros anteriores eram maiores, o corpo era mais curto e os ossos da coxa eram menores. Os cientistas sugeriram que esses sinais ajudaram os répteis a sobreviver ao furacão, e agora eles ganharão um ponto de apoio nas próximas gerações de Anolis scriptus que vivem nas ilhas.
Depois dos furacões Irma e & quot; Maria & quot; em 2017, a aparência dos lagartos Anolis scriptus, que viviam nas ilhas das Índias Ocidentais, mudou - nos animais sobreviventes, os dedos das patas eram em média mais longos, os membros anteriores eram maiores, o comprimento do corpo era mais curto / Rian Castillo / Anolis scriptus femelle.
Evolução artificial
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Assim, graças aos elementos da fúria, os pesquisadores observaram pela primeira vez a seleção natural na natureza. Antes disso, os processos de adaptação dos organismos vivos às mudanças nas condições ambientais e especiação eram simulados artificialmente em laboratórios.
Na maioria das vezes, as bactérias tornaram-se objeto de estudo - elas se multiplicam com rapidez suficiente e seu genoma é pequeno, o que torna possível estudar processos em um tempo relativamente curto que leva milhares de anos em organismos mais complexos. O experimento mais famoso, que começou em 1988 e continua até hoje, foi encenado por um grupo de cientistas da Universidade de Michigan, liderado pelo biólogo evolucionista Richard Lensky.
Em fevereiro de 1988, os pesquisadores criaram doze populações de uma única cepa de Escherichia coli (E. coli) e as colocaram em um ambiente artificial onde a glicose era a única fonte de alimento. Além disso, o citrato estava presente na solução, mas a E. coli não conseguia se alimentar dele.
Doze populações de bactérias E. coli que foram observadas por cientistas por 30 anos. Foto: Brian Baer e Neerja Hajela.
Por trinta anos (mais de 68 mil gerações de E. coli mudaram), as bactérias em todas as populações cresceram e aprenderam a absorver nutrientes com mais eficiência, incluindo citrato. As mutações que permitiram que a E. coli se adaptasse ao seu ambiente foram diferentes em todas as populações, mas ocorreram nos mesmos genes - cada comunidade bacteriana tentou encontrar seu próprio caminho na evolução.
Dentes mais fortes, cabeças maiores
Às vezes, organismos complexos se adaptam às condições ambientais não por milênios, mas muito mais rápido. Por exemplo, o lagarto de parede Podarcis sicula, que vive em uma das ilhas do Mar Adriático, mudou o tamanho, a forma da cabeça e a estrutura do trato digestivo em apenas 36 anos, embora geneticamente eles ainda sejam indistinguíveis de parentes que vivem em outros lugares.
Em 1971, os pesquisadores transportaram cinco pares de adultos de Podarcis sicula da Ilha de Pod Kopiste para a vizinha Pod Markaru. As condições no novo lugar se assemelhavam ao habitat normal, mas praticamente não havia predadores terrestres, e depois de trinta anos os répteis que se espalharam pela ilha eram externamente diferentes de seus congêneres em Pod Kopist.
O lagarto de parede (Podarcis siculus), quando realocado para a Ilha de Pod Markaru, mudou de aparência: tornou-se maior, seus membros posteriores foram encurtados e uma válvula ileocecal Kurt W. Becker / Lucertola campestre uma caccia apareceu no trato gastrointestinal.
Os lagartos colonizadores aumentaram de tamanho, começaram a correr mais devagar (seus membros posteriores foram encurtados), suas cabeças pareciam mais massivas e seus dentes eram mais fortes, porque no Pod Markaru eles tinham que se alimentar principalmente de plantas resistentes e fibrosas, e não de insetos, como antes. Devido às mudanças na dieta dos animais, uma nova estrutura também apareceu no trato gastrointestinal - a válvula ileocecal, que forma uma espécie de câmara de fermentação no intestino, na qual os micróbios quebram pedaços de alimentos vegetais difíceis de digerir.
A vida na ilha torna você mais inteligente
Em geral, os animais das ilhas, via de regra, interessam mais aos cientistas do que seus primos do continente - nas ilhas, a evolução é mais rápida. Animais grandes, uma vez isolados, tornam-se menores, os pequenos, pelo contrário, tornam-se enormes e, às vezes, em muito pouco tempo.
A vida nas ilhas às vezes oferece vantagens inesperadas. Como descobriu um grupo internacional de cientistas, após analisar dados sobre o tamanho do cérebro de onze mil e quinhentos pássaros pertencentes a espécies de 1931, o cérebro dos pássaros insulares é maior do que o de parentes continentais, e isso é resultado da evolução.
O New Caledonian Raven faz "moeda" para a máquina de venda automática. Foto: Jelbert et al. / Relatórios científicos 2018.
As condições de vida nas ilhas são menos previsíveis e, se a situação piorar, é mais difícil mudar-se para outro lugar do que no continente. Portanto, um grande cérebro capaz de um comportamento adaptativo mais complexo é uma vantagem evolutiva. Esses achados corroboram as observações do corvo-da-nova-caledônia (Corvus moneduloides), que é capaz de usar ferramentas e recriá-las de memória, e do tentilhão-da-árvore (Camarhynchus pallidus), que pode usar ferramentas e até processá-las.
Ratos que não podem ser envenenados
Condições de vida desfavoráveis forçam os animais continentais a evoluir rapidamente. Isso aconteceu com ratos domésticos comuns. Desde a década de 1950, eles foram envenenados com o veneno da varfarina - alguns indivíduos resistentes a esse pesticida foram encontrados já em 1964, e em 2011 os cientistas descreveram uma população de ratos domésticos (Mus musculus domesticus), nos quais a varfarina não atua.
Uma adaptação tão rápida (60-70 anos não é nada pelos padrões de evolução) foi devido à reprodução incrivelmente rápida desses roedores. Como apontam pesquisadores alemães, a resistência ao veneno é o resultado de uma mutação no gene vkorc1, que está presente nos genomas de todos os mamíferos e é responsável pelo trabalho da vitamina K.
As constantes tentativas de uma pessoa para destruir certas pragas e parasitas, via de regra, vão para o lado. É o desejo de derrotar as infecções mortais que levou ao surgimento de superbactérias resistentes a antibióticos, e o desejo de proteger as plantas de insetos levou à disseminação de animais resistentes a pesticidas. No último meio século, foram registrados mais de dois casos e meio de adaptação de pragas de insetos a vários venenos.
Alfiya Enikeeva
