Os humanos perderam a cauda há 25 milhões de anos, e estes são os motivos

Inscreva-se para o newsletter Wonder Theory, 😆 de ciências, da jogo do urso aposta . Descubra o universo com notícias sobre descobertas fascinantes, avanços científicos e muito mais .

Os humanos têm 😆 muitas qualidades maravilhosas, mas nos falta algo que é uma característica comum da maioria dos animais com esqueleto: uma cauda. 😆 A razão para isso tem sido algo misteriosa.

As caudas são úteis para equilíbrio, propulsão, comunicação e defesa contra insetos mordentes. 😆 No entanto, humanos e nossos primos primatas mais próximos - os grandes primatas - disseram adeus às caudas há aproximadamente 😆 25 milhões de anos, quando o grupo se separou dos macacos do Velho Mundo. A perda tem sido associada à 😆 nossa transição para a bipedia, mas pouco se sabia sobre os fatores genéticos que desencadearam a ausência de cauda jogo do urso aposta 😆 primatas.

Agora, cientistas rastrearam nossa perda de cauda para uma sequência curta de código genético que é abundante no nosso genoma, 😆 mas foi descartada há décadas como DNA "lixo", uma sequência que parece não servir a nenhum propósito biológico. Eles identificaram 😆 o fragmento, conhecido como elemento Alu, no código regulador de um gene associado à comprimento da cauda chamado TBXT. Alu 😆 também faz parte de uma classe chamada genes saltitantes, que são sequências genéticas capazes de alterarjogo do urso apostalocalização no genoma 😆 e desencadear ou desfazer mutações.

Em algum ponto de nosso passado distante, o elemento Alu AluY saltou para o gene TBXT 😆 no ancestral dos hominídeos (grandes primatas e humanos). Quando os cientistas compararam o DNA de seis espécies hominídeas e 15 😆 primatas não hominídeos, eles encontraram AluY apenas nos genomas hominídeos, relataram os cientistas jogo do urso aposta 28 de fevereiro no periódico Nature. 😆 E jogo do urso aposta experimentos com ratinhos geneticamente modificados - um processo que levou aproximadamente quatro anos - a manipulação das inserções 😆 Alu nos genes TBXT dos roedores resultou jogo do urso aposta tamanhos de cauda variáveis.

Anteriormente, havia muitas hipóteses sobre por que os hominídeos 😆 evoluíram para serem sem cauda, a mais comum das quais se conectava a Taquelessa com postura ereta e evolução da 😆 caminhada bípede, disse o autor principal do estudo, Bo Xia, um pesquisador fellow no Observatório de Regulação Genética e investigador 😆 principal no Broad Institute do MIT e Harvard.

Mas jogo do urso aposta relação à identificação exatamente como os humanos e grandes Macacos perderam 😆 suas caudas, "não houve (antes) descoberta ou hipótese", Xia disse por email. "Nossa descoberta é a primeira vez a propor 😆 um mecanismo genético", ele disse.

E devido às caudas serem uma extensão da coluna vertebral, as descobertas também podem ter implicações 😆 para a compreensão de malformações do tubo neural que podem ocorrer durante o desenvolvimento fetal humano, de acordo com o 😆 estudo.

Um momento decisivo para os pesquisadores veio quando Xia estava revisando a região TBXT do genoma jogo do urso aposta uma base de 😆 dados online amplamente utilizada por biólogos do desenvolvimento, disse o co-autor do estudo, Itai Yanai, um professor com o Instituto 😆 de Genética de Sistemas e Biologia Química e Farmacologia na New York University Grossman School of Medicine.

"Isso deve ter sido 😆 algo que milhares de outros geneticistas olharam, "disse Yanai. "Isso é incrível, não é? Que todo mundo olha na mesma 😆 coisa, e Bo percebeu algo que todos nãos o fizeram."

Os elementos Alu estão abundantes no DNA humano; a inserção jogo do urso aposta 😆 TBXT é "um por um milhão que temos jogo do urso aposta nosso genoma", disse Yanai. Mas enquanto a maioria dos pesquisadores havia 😆 descartado a inserção TBXT Alu como DNA "lixo", Xia percebeujogo do urso apostaproximidade com um elemento Alu vizinho. Ele suspeitou que, 😆 se eles se juntassem, poderiam desencadear um processo que interrompe a produção de proteínas no gene TBXT.

"Isso aconteceu jogo do urso aposta um 😆 relâmpago. E então levou quatro anos de trabalho com camundongos para testá-lo", disse Yanai.

Nos seus experimentos, os pesquisadores usaram tecnologia 😆 de edição de genes CRISPR para criar camundongos com a inserção Alu jogo do urso aposta seus genes TBXT. Eles descobriram que Alu 😆 fez o gene TBXT produzir duas espécies de proteínas. Uma dessas criou caudas menores; quanto mais daquela proteína as genes 😆 produzirem, menores as caudas.

Cauda semelessa e moradia nas árvores

Os humanos ainda têm caudas enquanto 😆 estamos se desenvolvendo no útero como embriões; este apêndice é um presente do antepassado reptil de todos os vertebrados e 😆 inclui 10 a 12 vértebras. Ele é visível apenas de quinta à sexta semana de gestação e, normalmente, a cauda 😆 desaparece antes do feto completar oito semanas. Algumas crianças ainda têm rastros embrionários de cauda, mas essas caudas geralmente carecem 😆 de osso e cartilagem e não estão conectadas à medula espinhal, outro time de pesquisadores relatou jogo do urso aposta 2012.

Mas enquanto o 😆 novo estudo explica o "como" da perda de cauda jogo do urso aposta humanos e grandes primatas, o "por quê" disso ainda é 😆 uma pergunta jogo do urso aposta aberto, disse a antropóloga biológica Liza Shapiro, professora no departamento de antropologia na Universidade do Texas jogo do urso aposta 😆 Austin.

"Acho muito interessante apontar um mecanismo genético que possa ter sido responsável pela perda da cauda jogo do urso aposta hominídeos, e este 😆 artigo é uma contribuição valiosa nesse sentido", Shapiro, que não participou do estudo, disse jogo do urso aposta email.

"No entanto, se essa foi 😆 uma mutação que perdeu aleatoriamente a cauda jogo do urso aposta nossos antepassados ​​primatas, ainda assim quer dizer se a mutação foi mantida 😆 porque era funcionalmente benéfica (uma adaptação evolutiva) ou apenas não era um impedimento, disse Shapiro, que investiga como primatas se 😆 movem e o papel da coluna na locomoção primata.

À medida que os primatas ancestrais antigos começavam a andar sobre duas 😆 pernas, eles já haviam perdido suas caudas. Os membros mais antigos da linhagem humana são os primatas pré-hominídeos Proconsul e 😆 Ekembo (encontrados no Quênia e datando de 21 milhões e 18 milhões de anos atrás, respectivamente). Os fósseis mostram que, 😆 apesar desses primatas antigos terem sido sem cauda, eles eram moradores de árvores que andavam jogo do urso aposta quatro membros com postura 😆 corporal horizontal, como macacos, disse Shapiro.

"Assim, a cauda foi perdida primeiro, e então a locomoção associada à descida andando jogo do urso aposta 😆 duas pernas evoluiu posteriormente", Shapiro disse. "Mas isso não nos ajuda a entender por que a cauda foi perdida no 😆 primeiro lugar."

A ideia de que a caminhada ereta e a perda da cauda estavam funcionalmente ligadas, com músculos da cauda 😆 sendo reutilizados como músculos do plano pélvico, "é uma ideia antiga que não é consistente com o registro fóssil", ela 😆 adicionou.

"A evolução trabalha com o que já está lá, de modo que não digo que a perda da cauda nos 😆 ajudam a entender a evolução da bipedia humana de alguma forma direta. Ele nos ajuda a entender nossa ascendência de 😆 macaco, no entanto", ela disse.

Para humanos modernos, as caudas são uma lembrança genética distante. Mas a história da nossas caudas 😆 ainda não termina, e há muito por explorar sobre a perda da cauda, disse Xia.

Pesquisas adicionais poderiam investigar outros efeitos 😆 da elemento Alu no TBXT, como impactos no desenvolvimento embrionário humano e no comportamento, ele sugeriu. Embora a ausência de 😆 uma cauda seja o resultado visível da inserção de Alu, é possível que a presença da gene também tenha desencadeado 😆 mudanças de desenvolvimento - assim como mudanças na locomoção e comportamentos relacionados - para acomodar a perda da cauda.

Mais genes 😆 provavelmente desempenharam um papel no todo, também. Enquanto a função de Alu "parece ser muito importante", outros fatores genéticos provavelmente 😆 contribuíram para a perda permanente da cauda de nossos ancestrais primatas, disse Xia.

"É razoável pensar que, durante esse tempo, havia 😆 muitas outras mutações relacionadas à estabilização da perda da cauda", disse Yanai. E devido à natureza complexa da mudança evolutiva, 😆 nossas caudas estão aqui para ficar, adicionou ele. "Ainda que a mutação identificada neste estudo possa ser desfeita, ainda assim 😆 não traria de volta a cauda."

As novas descobertas também podem esclarecer um tipo de defeito do tubo neural jogo do urso aposta embriões 😆 conhecido como espina bífida. Nos experimentos, os pesquisadores descobriram que, quando os camundongos foram geneticamente projetados para perda de cauda, 😆 algumas desenvolveram deformações do tubo neural que se assemelhavam à espina bífida jogo do urso aposta humanos.

"Talvez o motivo pelo qual temos essa 😆 condição jogo do urso aposta humanos seja devido a este compromisso que nossos ancestrais fizeram há 25 milhões de anos para perderem suas 😆 caudas", disse Yanai. "Agora que fizemos essa conexão com este elemento genético específico e este gene particularmente importante, isso poderia 😆 abrir portas para o estudo de defeitos neurológicos."