Tema interessante para o ENEM 2012 - Evolução Vegetal

Caros alunos ...
Estou postando um artigo sobre evolução vegetal que foi publicado na revista da Fapesp...(Uma das revistas utilizadas pelos elaboradores de questões do ENEM)...Vale a pena dar uma lida...

Qualquer paisagem com dinossauros não fica completa sem as cicas. No mesmo período em que esses répteis se agigantaram e se espalharam pela Terra, essas plantas – fisicamente semelhantes às palmeiras, mas aparentadas dos pinheiros – dominaram a paisagem do planeta. Registros fósseis mostram que as cicas surgiram há cerca de 270 milhões de anos e existem até hoje. Como a aparência delas quase não mudou ao longo do tempo, as cicas são tidas como fósseis vivos. Ou melhor, eram. Um estudo de uma equipe internacional que contou com a participação de um pesquisador brasileiro acaba de mudar radicalmente o rumo dessa história.
Nada como uma análise de DNA para trazer nova luz ao estudo da evolução da vida. Com base na morfologia – ou seja, no aspecto visível das plantas –, os biólogos não enxergavam muitas diferenças significativas entre os fósseis com dezenas de milhões de anos e suas contrapartes vivas. A única grande diferença era a quantidade de espécies. Aparentemente, em tempos antigos, a variedade era bem maior (o auge foi durante o Jurássico, entre 201 milhões e 146 milhões de anos atrás), o que fez muitos pesquisadores suporem até que foi o sumiço dos dinossauros que levou à redução na biodiversidade das cicas.

Cicas: espécies atuais descendem de ancestrais que viveram 12 milhões de anos atrás

O novo estudo, liderado por Sarah Matthews e Nathalie Nagalingum, da Universidade Harvard, nos Estados Unidos, partiu das espécies que estão por aí (cerca de 300, um número bem modesto) para traçar sua filogenia – uma espécie de árvore genealógica reconstruída a partir do DNA. Para isso, analisaram um gene específico, o fitocromo P (PHYP). A ideia era usar as variações encontradas nesse gene, associadas às datações do registro fóssil, para especificar quando viveu o ancestral comum das espécies.

O conceito de datar com base nas diferenças genéticas parte de um pressuposto muito simples: mutações aleatórias acontecem no DNA num ritmo mais ou menos homogêneo – com variações maiores ou menores entre grupos distintos, que são também levadas em conta pelos cientistas. Criando uma correlação entre a quantidade de diferenças e o tempo que levaria para essa divergência, é possível estimar quando viveu o ancestral comum. É assim, por exemplo, que conseguimos confirmar nosso parentesco mais próximo com os chimpanzés (que têm 96% do DNA igual ao nosso) que com os camundongos (90%).

Pois bem. Ao analisar o gene PHYP em 199 espécies (dois terços das existentes hoje), além de outros dois genes (rbcL e matK) em um número menor de plantas, eles descobriram que o ancestral comum de cada um dos gêneros que agrupam as espécies atuais viveu 12 milhões de anos atrás. É um bocado de tempo, mas nada tão radical a ponto de sugerir que essas espécies estejam aí mais ou menos imutáveis por 200 milhões de anos.

“Esse resultado mostra que as espécies vivas hoje surgiram nos últimos 10 milhões de anos, o que no tempo geológico é muito recente”, afirma Tiago Quental, biólogo da Universidade de São Paulo (USP) que participou do estudo, publicado no periódico científico americano Science. “Isso indica que essas espécies não podem ser consideradas fósseis vivos e que as espécies hoje vivas certamente não estavam presentes na época dos dinossauros, extintos 65 milhões de anos atrás.”
Mesmo que indiretamente, esse resultado projeta uma sombra sobre todo o conceito de fóssil vivo. Uma vez que os paleontólogos só podem avaliar a morfologia nos fósseis – e se descobriu que essa não é uma técnica completamente segura para identificar o surgimento de novas espécies (fenômeno chamado especiação) e de modificações genéticas importantes – quem diz que outros fósseis vivos não são apenas novas espécies com cara de velhas?

Mais do que dizer o que as atuais cicas não são, a análise também ajuda a reconstruir sua narrativa evolutiva. As cicas são plantas gimnospérmicas, o que quer dizer que apresentam as sementes nuas, sem frutos. No tempo dos dinossauros, os gigantes herbívoros as comiam e dispersavam as sementes em outros lugares. Mas aquelas que co-habitaram com esses répteis, agora se sabe por meio da análise filogenética, não são as espécies hoje viventes.

Na verdade, em vez de serem sobreviventes bem adaptadas desde o passado distante, as cicas quase sumiram de uma vez por todas no meio do caminho até o presente. Seu ressurgimento, documentado agora pela análise filogenética, aconteceu cerca de 10 milhões de anos atrás. “E o curioso é que esse ressurgimento ocorreu de forma sincronizada em todo o nosso planeta, o que sugere que um efeito global poderia ter causado esse padrão”, diz Quental.

Os pesquisadores sabem disso porque analisaram espécies de diversas partes do mundo. A maior variedade de espécies encontra-se na Austrália, mas também existem cicas em regiões quentes e temperadas da África, da Ásia e da América Central. E nessas diferentes regiões a variedade local de espécies parece ter aumentado de modo importante mais ou menos na mesma data.

Por essa razão, os cientistas especulam que foi algo que aconteceu em toda a Terra para dar essa nova chance às cicas – possivelmente uma mudança climática. Na ocasião, o que acontecia era um esfriamento global.
Não é à toa, portanto, que vivemos hoje uma época não muito boa para essas plantas. E o crescente aumento das temperaturas médias da Terra, em parte consequência das atividades antropogênicas, não deve ajudá-las a prosperar. “A atual diversificação das cicas parece estar diminuindo, e sua recente evolução provavelmente não é garantia contra a próxima onda de extinções”, avalia Susanne Renner, bióloga da Universidade de Munique, na Alemanha, que não participou da pesquisa e foi convidada pela revista Science para comentá-la.
Artigo científicoNAGALINGUM, N.S. et al. Recent synchronous radiation of a living fossil. Science. v. 334.

AS MARCAS EPIGENÉTICAS

As marcas epigenéticas

Na última prova do ENEM havia uma questão que abordava o tema epigenética. Inicialmente, é importante apresentar a questão para que possamos tendo a mesma em mãos abordar esse tema que chamou atenção de muitos candidatos.

QUESTÃO 66

Em 1999, a geneticista Emma Whitelaw desenvolveu um experimento no qual ratas prenhes foram submetidas a uma dieta rica em vitamina B12, acido folico e soja.Os filhotes dessas ratas, apesar de possuírem o gene para obesidade, não expressaram essa doença na fase adulta. A autora concluiu que a alimentação da mãe, durante a gestação, silenciou o gene da obesidade. Dez

anos depois, as geneticistas Eva Jablonka e Gal Raz listaram 100 casos comprovados de traços adquiridos e transmitidos entre gerações de organismos, sustentando, assim, a epigenética, que estuda as mudanças na atividade dos genes que não envolvem alterações na sequencia do DNA.

A reabilitação do herege. Época, no 610, 2010 (adaptado).

Alguns cânceres esporadicos representam exemplos de alteração epigenetica, pois sao ocasionados por

A) aneuploidia do cromossomo sexual X.

B) polipoidia dos cromossomos autossômicos.

C) mutação em genes autossômicos com expressão dominante.

D) substituição no gene da cadeia beta da hemoglobina.

E ) inativação de genes por meio de modificações nas bases nitrogenadas.

De acordo com as alternativas apresentadas e os conceitos apresentados no enunciado a alternativa a ser assinalada é a E. Entretanto, o conceito de epigenética  vai além de modificações das bases e alcança componentes não nucleotídicos associados ao DNA constituinte da cromatina presente no núcleo celular. O objetivo desse texto é mostrar aspectos modernos relativos ao tema EPIGENÉTICA.

Compreender a epigenética ajuda a entender como a atividade gênica é regulada. Um gene, em termos simples, pode ser visto com uma segmento de DNA que normalmente responde pela produção de uma proteína; essa última realizada a maioria das funções no ambiente celular, controlando, portanto o comportamento da célula. O DNA não se encontra, nos eucariotos, lançado no núcleo celular, mas sim associado a aglomerados de proteínas, denominadas HISTONAS     , algo semelhante a linha enrolada em um carretel, sendo associação entre DNA e histonas é denominada cromatina e a condensação da cromatina resulta nos cromossomos, de acordo com o apresentado na figura.

O empacotamento do DNA faz mais que manter a organização nuclear; ele também auxilia na regulação dos genes residentes. Um empacotamento mais apertando tende a manter os genes num estão inativo, impedindo o acesso de mecanismos que os ativem. Quando ocorre o desenrolamento, a seção (segmento) de DNA fica acessível a enzima que transcreve o DNA em um filamento de RNA, e essa RNA pode funcionar como modelo para a produção de uma molécula de proteínas, em estruturas celulares denominadas ribossomos.

O fato de um segmento de cromatina estar afrouxado (pronto para ser ativado) ou condensado (desligado permanente ou temporariamente) depende de marcas epigenéticas: ETIQUETAS QUÍMICAS PRESAS ÀS HISTONAS RESIDENTES OU AO PRÓPRIO DNA. Essas etiquetas podem ter várias formas e juntas formam um tipo de código que indica se a cromatina está fortemente empacotada e se os genes subjacentes devem ser transcritos. Um gene isolado pode estar mais – ou menos – ativo, dependendo de como a cromatina foi marcada.

Modificações epigenéticas são produzidas por uma variedade de enzimas : algumas adicionam etiquetas químicas e outras removem. Essas enzimas atuam como “escritores” e “apagadores” do código epigenético. A enzima histona acetiltransferase (HAT) , une o grupo ACETIL a uma histona, é um “escrito” e a enzima histona desacetilase (HDAC) é um apagador. As marcas atraem outras enzimas que atuam como “leitores” e prendendo-se a etiquetas epigenéticas específicas podem afrouxar ou condensar a cromatina circundante convocando outras enzimas reguladoras que estimulam ou reprimem a transcrição do gene em questão. Outro evento epigenético de adição de marcas é a metilação que consiste na adição de     METIL. Histonas altamente metiladas, por sua vez, atraem leitores que podem reprimir ou estimular a transcrição, dependendo da posição exata das marcas de metil.

O ambiente pode influir na atividade gênica regulando o comportamento de escritores e apagadores epigenéticos. As vezes as marcas são temporárias outras vezes permanentes e também pode afetar gerações seguintes.

O Código em evolução

No final dos anos 1960 havia sido decifrado o código genético e os cientistas sabiam quais eram os códons e quais códons codificavam cada aminoácido. Para a grande maioria dos aminoácidos havia mais de um códon e a redundância era portanto fato concreto.Para os cientistas, naquele momento, o código era universal sendo compartilhado por todas as formas de vida das bactérias as baleias. Assim, nenhuma variação teria ocorrido nos bilhões de anos desde o seu estabelecimento, o que seria uma das justificativas para a existência de uma ancestralidade comum para os seres vivos dos três domínios existentes (arqueobactérias, bactérias e eucariotos). Entretanto,  nos últimos anos, novos estudados estão demonstrado, que embora a maioria dos sistemas vivos empregue o mesmo código para a tradução do RNA mensageiro ,em alguns seres vivos há significados diferentes para alguns códons havendo , portanto, um aminoácido diferente daquele tradicionalmente esperado. Na maioria dos seres vivos o códon CUG corresponde ao aminoácido leucina, mas para fungos do gênero Candida há outro significado, pois CUG é traduzido como serina. Nas mitocôndrias de fungos do gênero Saccharomyces , por exemplo, quatro dos seis códons que normalmente codifica a leucina significam treonina.Em protozoários da espécie Euplotes crassus , o códon UGA que normalmente codifica o aminoácido cisteína, pode codificar também o aminoácido selenocisteína. Essas descobertas evidenciam que o código genético pode evoluir ao longo do tempo. Contudo, a preservação da relação códon-aminoácido não é um mero acidente de percurso, mas uma refinada estratégia para amenizar impactos de possíveis acidentes.

Malária chegou à América do Sul com os navios negreiros, diz estudo

Uma pesquisa feita pela Universidade da Califórnia, nos Estados Unidos, descobriu que a malária chegou à América do Sul no porão dos navios negreiros, durante o tráfico de escravos africanos para as plantações no Brasil e em outros países do continente.

A disseminação da doença, que afeta meio bilhão de pessoas em todo mundo a cada ano, era objeto de debate entre os pesquisadores.

A propagação da doença nas Américas por meio dos escravos africanos ou dos colonizadores europeus já era uma possibilidade aventada. Até agora, no entanto, hão havia evidências científicas sobre a chegada da malária ao continente.

A descoberta feita pela equipe do professor Francisco Ayala, que colheu amostras de sangue humano infectado em 24 regiões afetadas, na África, no Oriente Médio, no Sudeste Asiático e na América do Sul.

Os detalhes do estudo estão na publicação Proceedings of the National Academy of Science (PNAS).

Diferença genética
Até o momento, são conhecidas cinco espécies de parasitas causadores da doença. O mais letal e presente na maioria das regiões afetadas é o Plasmodium falciparum.

A análise de DNA mostrou que na América do Sul existem duas subdivisões do parasita. Uma delas presente na selva colombiana. A outra afeta populações da Guiana Francesa, Brasil e Bolívia.

Os exames mostraram que os dois tipos genéticos do Plasmodium falciparumforam introduzidos nessas regiões de forma independente, entre os séculos 16 e 19, durante o período do tráfico negreiro.

O professor Ayala diz que 'algumas pessoas argumentam que a doença existia na região há milhares de anos'.

'O que mostramos, claramente, é que a malária maligna está na América do Sul há uns 300 ou 500 anos', diz.

Implicação para a saúde
Para o pesquisador, mais do que interesse histórico a descoberta pode ter 'implicações importantes para a saúde'.

'A descoberta revela a influência da migração humana na diversidade genética do Plasmodium falciparum', diz.

A doença é endêmica em regiões tropicais, sobretudo na África, na Ásia e em partes das Américas, atingindo sobretudo populações mais pobres. Mais de um milhão de pessoas morrem a cada ano vítimas da malária.

Segundo Ayala, os resultados 'podem explicar a resistência da malária aos medicamentos'.

Os cientistas já apontavam que o parasita Plasmodium falciparum tivera origem na África. Alguns estudos sugeriram que a doença se espalhou junto com o Homo sapiens.

Uma das teorias levantadas era a de que o Plasmodium falciparumteria se alastrado pelas regiões tropicais e subtropicais há 6 mil anos.

O surgimento das sociedades agrícolas, então estabelecidas em um local determinado, fizeram aumentar a propagação de mosquitos e, consequentemente, da malária.