Uma análise mitocondrial mais acurada balisa os pressupostos evolucionistas?



O QUÊ AS MITOCÔNDRIAS DIZEM DE NOSSA ASCENDÊNCIA

Mitocôndrias - as baterias de energia das nossas células - podem produzir pistas não só para as doenças e para o envelhecimento, mas também para o nosso passado ancestral. No entanto, muito do que lemos sobre as mitocôndrias na mídia popular ou é exagerado ou simplesmente errado. Isso é muito mau, porque a verdade é tão fascinante como o mito. E por vezes a saúde humana depende de separarmos o facto da ficção.

O que são as mitocôndrias?
As mitocôndrias fornecem energia às células. Eles fazem-no através da respiração celular - transformando oxigénio e a glicose da nossa alimentação em energia.
As mitocôndrias já alguma vez foram formas de vida independentes?
Lyn Margulis, ilustre professora no Departamento de Geociências da Universidade de Massachusetts, pensa que sabe como é que as mitocôndrias (nos animais) e os cloroplastos (nas plantas) surgiram. Ela alega que descendem das bactérias que já foram antes formas de vida independentes, mas que mais tarde ficaram incorporadas em organismos mais complexos.

A sua teoria, chamada de simbiogênese, desafia um dos eixos centrais do neo-darwinismo, de que a maioria das principais mudanças ocorre através da concorrência entre organismos (isto é, seleção natural ou sobrevivência do mais forte/apto). A sua teoria atribui um papel fundamental à cooperação entre organismos. Uma discussão detalhada sobre a teoria da Margulis é encontrada no seu livro, Symbiosis in Cell Evolution: Microbial communities in the Archean and Proterozoic eons (second edition, 1993).

DNA mitocondrial (MtDNA)
O DNA (ácido desoxirribonucleico), que estabelece as instruções genéticas para construir os organismos vivos, é encontrado tanto no núcleo das células como nas mitocôndrias. O DNA das mitocôndrias, chamado MtDNA, tem um genoma distinto do DNA do núcleo. Este DNA no interior das mitocôndrias parece promissor para os investigadores, por duas razões. Os seus atributos exclusivos podem lançar luz sobre alguns problemas médicos e, segundo alguns pesquisadores, lançar luz sobre a ancestralidade humana. Destes atributos exclusivos inclui-se: A maioria dos mamíferos mostram uma tendência para herdar o MtDNA de suas mães.

O MtDNA danifica-se facilmente, o que pode desencadear doenças crônicas e envelhecimento prematuro nos seres humanos. O genoma menor contido no MtDNA e o fato das formas de vida terem tendência a herdar o MtDNA principalmente da mãe podem ajudar a proteger a descendência dos danos no MtDNA.

Danos no MtDNA e a saúde
A danificação do MtDNA está relacionado com doenças crônicas e envelhecimento prematuro. Late life Prenatal Programming of Depression and Schizophrenia?, (publicado em Neuroembriologia) Manuel Dafotakis1, Jochen Vehoff1, Hubert Korr, e Christoph Schmitz do Departmento de Anatomia e Biologia Celular, RWTH Universidade de Aachen, Aachen, Alemanha, examina a danificação pré-natal do MtDna como causa de algumas doenças mentais.

Pode o MtDNA ser usado para traçar a ancestralidade humana?
Muitos biólogos evolucionistas consideram o MtDNA uma ferramenta valiosa para a detecção da evolução humana. Se o MtDna oferece uma perspectiva rigorosa do que herdamos das nossas mães (linha materna), ela apoia a teoria da "Eva Africana", segundo a qual, toda a humanidade partilha uma ligação genética que os cientistas podem traçar para o passado até uma mulher que teria vivido em África há mais de 150.000 anos atrás.

A Eva Africana é popular em vários grupos da sociedade, por razões que são fáceis de compreender e com as quais simpatizar. Ela reforça a nossa humanidade comum, e apoia o relato Bíblico de uma única mãe da humanidade. No mínimo, ela oferece a esperança de esclarecer o nosso passado distante. No entanto, como veremos, há problemas com o traçar da nossa ascendência através do MtDNA.

O caminho da Herança do MtDNA
É uma crença generalizada que, durante a fecundação, a cauda do espermatozoide é excluída do ovo, excluindo assim o material genético mitocondrial do progenitor masculino (linha paterna). Mas isso não é correcto. Em todas as espécies de mamíferos conhecidas, exceto no hamster chinês, a cauda e a parte da bainha mitocondrial entram na fertilização do ovo e podem ser rastreadas por várias divisões celulares. Assim, embora a maior parte do MtDNA possa vir através da linha materna, ele é herdado tanto da linha materna como da linha paterna na maioria dos mamíferos.

Por exemplo, de acordo com a Shagli (1994) e Ankel-Simmons (1996), o esperma contribui com mitocondrias para o ovo. Gyllensten et. al constatou que a "herança paterna de MtDNA significa também que as filogenias de MtDNA não são exclusivamente matriarcais". Não sabemos ainda, no entanto, qual o papel que o MtDNA do espermatozoide desempenha no embrião. Por agora, vamos analisar o papel que ele tem desempenhado no sentido de ajudar os pesquisadores a entender as nossas origens.


O "mito"
O DNA mitocondrial é muitas vezes apregoado tanto em revistas acadêmicas como na midia popular, como o registro histórico do nosso nascimento como espécie. Algumas histórias da comunicação social até alegam que o MtDNA traça a nossa espécie através de migrações e de catastrófes em que quase sofremos extinção. Spencer Wells, explorador da National Geographic e autor de The Journey of Man: A Genetic Odyssey (2002), disse em entrevista à CNN em 2008 que "Estudos utilizando o DNA mitocondrial, que é transmitido através das mães, traçaram os seres humanos até uma única 'Eva mitocondrial' que viveu em África".

Wells, que pensa que a nossa mãe comum data de há cerca de 200.000 anos atrás, tem estudado o DNA mitocondrial dos povos Khoi e San da África, embora ele seja mais conhecido por outra teoria que capturou a atenção pública, o "Adão cromossomial-Y".

A Eva mitocondrial e o Adão cromossomial-Y
Todas as pessoas carregam o MtDNA em seus corpos, mas apenas as pessoas do sexo masculino tem um cromossoma Y. No The Journey of Man, Wells escreve sobre um potencial homólogo masculino para a Eva mitocondrial, o "Adão cromossomial-Y", que teria vivido muito mais tarde, há cerca de 60.000 anos atrás: Todos os pedaços de DNA em nossos corpos podem ser rastreados até uma fonte Africana. O cromossomo Y leva-nos de volta ao passado até à África Austral e Oriental, há cerca de 60000 anos atrás. Os actuais habitantes da Etiópia, do Sudão e da África do Sul carregam os sinais mais evidentes da nossa ascendência primitiva, sinais que se perderam no resto da humanidade. Portanto, eles dão-nos um vislumbre do Adão de 60000 anos de idade. O Adão teria sido totalmente moderno, tanto em termos de sua aparência como da sua função cerebral. Tratam-se de especulações, é claro, mas talvez os San Bushmen do Kalahari - que, em muitos aspectos são um modelo composto de características faciais de pessoas de todo o mundo - nos dêem um retrato do Adão e dos seus companheiros humanos do seu tempo.

Enquanto pesquisar o Adão cromossomial-Y possa também podem ajudar a traçar a pré-história humana, é a Eva mitocondrial, a mãe comum da raça humana, que tem realmente captado a atenção entre os meios de comunicação social e entre investigadores. A ideia central é que o DNA mitocondrial de uma criança é herdado da mãe, e não do pai. Assim, uma único Eva como mãe de todos os seres humanos vivos pode ser possível.

Esperma de Mamíferos também passa o MtDNA
Embora os mídia popular assumam que o MtDNA vem apenas das mães, como se observou na primeira parte, a herança de MtDNA paterno tem sido demonstrada em mamíferos. Por exemplo, um estudo Paternal Inheritance of mitochondrial DNA in the Sheep da autoria de Zhao Xingbo1 , Chu Mingxing2, Li Ning3 e Wu Chang demonstra a herança paterna de MtDNA em ovinos.

Equívocos sobre Mitocôndrias e Fertilização de Mamíferos: Implication for Theories on Human Evolution, por Friderun Ankel-Simons do Centro de Primatas da Duke University e Jim M. Cummins, afirma que "na maioria dos mamíferos - inclusive nos seres humanos - as mitocôndrias do corpo central do espermatozoide podem ser identificadas no embrião, embora seu destino final seja desconhecido. "

Ankel-Simons e Cummins também questionam estudos em roedores utilizados para reforçar a idéia da herança materna exclusiva de MtDNA. Por exemplo, Kaneda et. al. encontraram eliminação de MtDNA paterno em híbridos intraespécies de Mus musculus (rato "doméstico"), mas não em híbridos interespécies de musculus e Mus spretus, o rato argelino. Para além disso, eles observam que os padrões de herança nos roedores diferem de hereditariedade humana. Por exemplo, o centrossoma dos roedores é herdado da mãe (mãe), mas nos seres humanos e outros vertebrados é herdado do pai (paterno) .*


Será que a herança materna do MtDNA predomina na descendência?
O óvulo provavelmente contribui com muito mais MtDNA para a descendência do que o espermatozoide. Por exemplo, o corpo central do espermatozoide contém 50-75 mitocôndrias, muito menos do que as 100.000 a 100.000.000 do óvulo. Isso pode muito bem ser uma coisa boa. Os danos no MtDNA estão implicados em doenças mentais, distúrbios endócrinos e imunológicos, bem como no envelhecimento prematuro.

O genoma menor contido no MtDNA e a tendência a herdar o MtDNA principalmente da mãe podem ajudar a proteger as descendências dos danos no MtDNA. Neste contexto, Ankel-Simons e Cummins também observam outra coisa: a contribuição materna para o MtDNA também é restrito a uma pequena amostra. É intrigante que o MtDNA do ovócito venha de uma amostra muito pequena (talvez apenas uns cinco) de genomas mitocondriais precursores durante a ovogénese. Esta pressão selectiva, pode servir como um filtro genético selectivo contra genomas mitocondriais defeituosos, tal como pode explicar por que razão algumas mudanças intergeracionais podem ocorrer tão rapidamente.

Portanto, sabemos que o MtDNA paterno está lá, mas não podemos estar certos quanto ou quão pouca influência ele tem - ou melhor, não tão certos como provavelmente a cultura pop gostaria. *Nota: O hamster chinês demonstra diferentes padrões de herança de outros mamíferos. De acordo com Ankel-Simons e Cummins, "a cauda e as estruturas centrais podem ser rastreadas por vários ciclos de divisão. A única exceção conhecida é o hamster chinês, C. griseus". Recursos: Equívocos sobre Mitocôndrias e Fertilização de Mamíferos: Implicações para as Teorias de Evolução Humana. Citação: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, Vol. 93, No. 24 (Nov. 26, 1996), pp. 13859-13863.

Resumo:
Nos vertebrados, pensa-se que a herança das mitocôndrias é predominantemente materna, e a analise do DNA mitocondrial tornou-se numa ferramenta taxonômica padrão. De acordo com a opinião predominante da herança estritamente materna, muitas fontes afirmam que durante a fecundação, a cauda do esperma, com as suas mitocôndrias, fica excluído do embrião. Isso é incorreto. Na maioria dos mamíferos - inclusive os seres humanos - o corpo central das mitocôndrias pode ser identificado no embrião, embora seu destino final seja desconhecido. A história das 'mitocôndrias excluídas' parece ter sobrevivido - e proliferado - incontestada, num tempo de confronto entre as hipóteses de origem humana, uma vez que apoia o modelo da 'Eva Africana' da recente radiação do Homo sapiens para fora de África . Iremos discutir a infiltração da este erro nos conceitos de herança mitocondrial e de evolução humana.

Aguarde a 2º parte!

Fontes: DI, Diário da África

Em Cristo Jesus,
Pr. Artur Eduardo