Folha de São Paulo, domingo, 15 de agosto de 2004

+ ciência

CIENTISTAS AMERICANOS MOSTRAM EM ESTUDO FEITO COM CERCA DE 400 GERAÇÕES
DE VERME QUE MUTAÇÕES NO CÓDIGO GENÉTICO PODEM SER ATÉ DEZ VEZES MAIS
FREQÜENTES QUE O PREVISTO

NO COMPASSO DA EVOLUÇÃO

Nature/Associated Press

Imagem mostra nematóide Caernorhabditis elegans de idade avançada, com
12 dias de vida, criado por cientistas da Universidade Rutgers, nos EUA

Salvador Nogueira
da Reportagem Local

O conceito de metamorfose ambulante, concebido pelo roqueiro Raul
Seixas, acaba de ser elevado a um novo patamar por geneticistas do
Departamento de Biologia da Universidade de Indiana e do Centro Hubbard
para Estudos Genômicos da Universidade de New Hampshire, ambos nos
Estados Unidos. Eles mostraram que o DNA dos seres vivos sofre mutações
aleatórias com uma intensidade dez vezes maior que o esperado. Uma
surpresa, justo quando os cientistas pensavam que sabiam quase tudo
sobre os mecanismos que levam à evolução das espécies.

A descoberta é o preço de ver a biologia evolutiva florescer cada vez
mais como ciência exata -e quem diria, um século e meio atrás, que seria
assim. Quando Charles Darwin (1809-1882) e Alfred Russel Wallace
(1823-1913) estabeleceram o princípio da evolução das espécies pela
seleção natural, em 1858, contaram apenas com observações
circunstanciais da natureza, alguma lógica e muita intuição, sem
experimentos -não exatamente os melhores alicerces para um novo ramo
científico.

Somente alguns anos depois, Gregor Mendel (1822-1884), um monge
austríaco, publicaria seus resultados de experimentos com ervilhas,
jogando alguma luz sobre a natureza da transmissão das características
hereditárias ao longo das gerações e estabelecendo a disciplina da
genética -o que ajudava, mas não resolvia o problema. Ainda faltava
identificar a natureza física do mecanismo de codificação, armazenamento
e propagação desses caracteres hereditários, o que culminou na
decifração da estrutura do DNA -a molécula-guardiã dos genes-, por
Francis Crick (1916-2004) e James Watson, 76, em 1953.

Depois disso, falar de evolução em termos experimentais ficou bem mais
viável. E com os estudos genômicos, então, começou a ser possível traçar
uma verdadeira árvore genealógica das espécies, vendo qual era parente
de qual, em que nível, e há quanto tempo cada uma delas se separou das
outras na longa história de quase 4 bilhões de anos da evolução da vida
na Terra. Esse esforço, conhecido como filogenética, só virou realidade
com a capacidade de comparar as "letras" que compõem o código genético
de cada espécie e ver o quanto elas são diferentes entre si. Sabe-se que
a replicação do DNA no processo reprodutivo não é perfeita -às vezes,
letras são trocadas inadvertidamente, noutras um punhado de letras é
inserido ou perdido no meio da duplicação. Esses processos, chamados de
mutações, são a base molecular da evolução. É o que permite que
populações se modifiquem lentamente, até se separar em espécies distintas.

Supondo que as mudanças no DNA ocorressem mais ou menos no mesmo ritmo
ao longo do tempo, passaria a ser possível estimar também quanto tempo
um determinado genoma teve de levar para se transformar em outro -as
mutações serviriam como uma espécie de relógio molecular. Só que, ao que
parece, ele anda mais rápido do que antes especulavam os cientistas.

A novidade veio com um experimento meticuloso executado por Dee Denver e
seus colegas. Eles criaram cerca de 400 gerações do verme nematóide
Caenorhabditis elegans em laboratório. Cuidaram deles com muito carinho.
Assim, até mesmo os que tinham mutações não muito agradáveis conseguiram
sobreviver. Depois, mediram a quantidade de mutações ao longo do tempo.
Surpresa, surpresa: ela se mostrou dez vezes maior do que o esperado. As
estimativas anteriores não haviam se baseado em método tão criterioso,
com observação sistemática de longos trechos do DNA do bicho. Em vez
disso, usavam como termômetro mutações que causavam efeitos visíveis no
verme para estimar sua taxa de ocorrência. Acabaram, com isso,
subestimando o número para menos, ao descartar trocas de letras
genéticas que tivessem efeito discreto ou inócuo no organismo, de acordo
com o pesquisador americano.

"Acreditamos que a imensa maioria das estimativas anteriores de taxa de
mutação para todas as espécies esteja subestimada, em razão da natureza
indireta e enviesada das estratégias de pesquisa", disse Denver à Folha.
"Para estratégias baseadas no fenótipo [a aparência final do bicho],
você provavelmente perde mutações com efeitos menores, sutis. Para
comparações filogenéticas de longa duração, a seleção natural está
provavelmente excluindo muitas das mutações que chegaram a surgir." Se
muitos cientistas ficariam surpresos com a descoberta, o líder da
pesquisa não teve a mesma reação. "Para ser honesto, não fiquei surpreso
que a taxa fosse maior do que as estimativas anteriores", conta Denver.
"Fizemos um trabalho similar examinando a taxa de mutação de DNA
mitocondrial, em 2000, e descobrimos que a taxa também era maior do que
as estimativas anteriores. E a natureza indireta das estratégias de
avaliação anteriores também apontava nessa direção."



Mais novidades

O estudo também trouxe outras surpresas. Os estudos feitos com base em
fenótipo apontavam que a maioria das mutações consistia na perda de
pedaços de DNA, as chamadas deleções. O novo estudo na verdade mostra
que as inserções são muito mais comuns. Mas então por que elas aparecem
em menor quantidade em estudos de longa duração, como os baseados em
filogenética? Denver e colegas sugerem que a seleção natural favoreça, a
longo prazo, genomas menores -há uma pressão evolutiva no sentido de
preservar os herdeiros das deleções e excluir as linhagens dos herdeiros
das inserções. Isso na prática quer dizer que os estudos feitos a partir
de populações moldadas pela seleção natural ganham um viés crescente ao
longo do tempo, que mascara como o DNA tende a mudar espontaneamente. "É
muito importante ter um entendimento direto e não-enviesado dos
processos de mutação", diz Denver. "Comparando o completo espectro de
mutações que observamos em nossas linhagens com o que é observado nos
padrões naturais de variação no ambiente -que é afetado pela seleção-
podemos obter um entendimento de como os dois diferem e melhor entender
as interações entre mutações espontâneas e a ação da seleção natural
sobre elas."



SOS genoma

E talvez o experimento de Denver aluda a coisas ainda mais intrigantes.
É o que sugerem Susan Rosenberg e P.J. Hastings, do Baylor College de
Medicina, em Houston, nos Estados Unidos. Comentando o artigo de Denver
e seus colegas no periódico científico britânico "Nature"
(www.nature.com), na mesma edição em que o estudo original foi
publicado, há cerca de dez dias, eles propõem a hipótese de que a taxa
de mutações não seja sempre a mesma com o passar do tempo.

Em vez disso, ela aumentaria conforme o número de mudanças prejudiciais
no DNA começasse a se acumular, sem que o efeito da seleção natural
estivesse lá para excluí-las -como aconteceu no experimento de Denver,
em que o cuidado dos cientistas em preservar as linhagens permitiu que
bichos menos aptos passassem à próxima geração seu código genético
prejudicado por mutações.

"Sugerimos que essas mutações provoquem respostas de estresse celular
que, por sua vez, causem mais mutações", escreveu a dupla. "Pelo menos
dois casos de respostas a estresse que causam mutações foram
documentados: a chamada resposta de SOS a danos no DNA de bactérias e a
resposta de estresse geral bacteriana, controlada pela proteína RpoS.
Faz sentido que respostas ao estresse causem mutações; pode ser uma
característica "selecionada" que aumente a variação genética, aumentando
com isso a "evolubilidade" sob condições de estresse em que os
organismos estão menos adaptados a seus ambientes."

A idéia lembra um pouco o conceito de equilíbrio pontuado, desenvolvido
pelo paleontólogo americano Stephen J. Gould (1941-2002) para explicar
as lacunas no registro fóssil entre as espécies. É mesmo engraçado; se
as mudanças evolutivas são lentas e graduais, por que não há fósseis que
representem uma infinidade de transições que leve, por exemplo, dos
dinossauros às aves? Por que os fósseis apresentam degraus tão
acentuados na evolução? A resposta geral é a de que os intervalos entre
os degraus foram simplesmente perdidos com o tempo. Para Gould, a
explicação é que esses intervalos não existiam -as espécies mudavam em
espasmos relativamente rápidos e apenas em determinados momentos.

A idéia de que a taxa de mutações pode variar, mesmo numa escala pequena
de tempo, parece ser compatível com isso. "Nossa idéia é similar, mas
ocorre numa escala de tempo muito menor que a geológica e a das
evidências no registro fóssil, que foi o que inspirou Gould", disse à
Folha Rosenberg. "Eu conversei com ele sobre idéias como essa alguns
anos atrás, e ele as achou bem razoáveis."

Já Denver não concorda com a hipótese de Rosenberg e Hastings para
explicar a taxa de mutações aumentada. "É um ângulo interessante sobre
as nossas descobertas. Mas achamos que esse não é o caso, porque, quando
analisamos as nossas linhagens do ponto de vista de adaptabilidade ao
longo das gerações -a 50ª, a 100ª, a 150ª etc.-, não vimos aceleração na
redução de adaptabilidade, é uma coisa bem linear. De acordo com a visão
de Rosenberg e Hastings, deveríamos ter visto uma aceleração no declínio
da adaptabilidade conforme as gerações aumentavam."

Embora hoje o estudo da biologia evolutiva tenha bases muito mais
sólidas para estudo e verificação do que as que elevaram Darwin e
Wallace à grandeza, em meados do século 19, a evolução, ao que parece,
faz questão de ter sempre um ás na manga. E não pretende descartá-lo tão
cedo.



http://www1.folha.uol.com.br/fsp/ciencia/fe1508200401.htm