Descobrindo a árvore da vida

RKA12C Estamos olhando para os principais tipos de biodiversidade: genética, ecológica e evolutiva. Queremos falar das linhagens evolutivas. O estudo das linhagens evolutivas não é nada mais do que a análise da biodiversidade ao longo do tempo. Sempre queremos saber de onde veio a biodiversidade, para onde ela vai e quais serão os papéis do homem no futuro, não é mesmo? As linhagens permitem que olhemos para a história evolutiva de diferentes espécies. Logo, o estudo dessas linhagens também é o estudo da árvore da vida. Cientistas usam a metáfora da árvore para demonstrar relações entre grupos de organismos por meio de um diagrama ramificado. Mas como esse diagrama é feito? O que é preciso saber para que possamos montar essa árvore? Isso é chamado de sistemática filogenética. Padrões filogenéticos são feitos a partir de caracteres observáveis nos organismos. Parece simples, mas significa que uma única característica de um organismo representa um evento único na história evolutiva desse organismo, um evento que marca a primeira aparição dessa característica. Se você olhar para diversos organismos e listar características únicas desses organismos, você estará olhando para eventos únicos na história, que contam algo sobre as possíveis relações entre eles. É por isso que esses eventos podem ser compartilhados com outros organismos. E, se os eventos são compartilhados, a história também é. Em outras palavras, as espécies são relacionadas. Por exemplo, pense nos ouriços-do-mar, porque eles são uns bichos bem legais! São muito bonitos e, além disso, possuem longos espinhos e um corpo arredondado, que segura esses espinhos. Mas você sabia que as bolachas-da-praia são, basicamente, ouriços-do-mar achatados adaptados à vida na praia? Será que nós podemos encontrar novidades evolutivas que juntam todas as bolachas, porém que excluem todos os ouriços? Podemos tentar colocá-los em uma linhagem linear. Mas, entre eles, existem outros tipos de bolachas-da-praia. O que liga essas duas, como dissemos, é que elas são achatadas. Mas os ouriços não são achatados assim! Isso é uma característica única que une todas as bolachas-da-praia, com exclusão de todos os ouriços. É uma característica que apareceu uma única vez na história evolutiva dos ouriços-do-mar, o que levou à origem das bolachas-da-praia. A proposta é que esses dois compartilham de um ancestral, de uma história, comum. Neste ponto, ocorreu a evolução dessa característica de ser achatado. No grupo das bolachas-da-praia, que agora sabemos que compartilham de um ancestral comum, é possível ter mais modificações nessa forma achatada. Por exemplo: algumas têm uns buracos estranhos pelo corpo, que também representam eventos evolutivos únicos dentro do grupo das bolachas-da-praia. Aí está outra coisa importante para identificar na árvore da vida: estão todos agrupados uns com os outros. A natureza é uma hierarquia representada pelos diagramas ramificados conhecidos como cladogramas ou árvores filogenéticas. Mas as coisas podem ser bem complicadas. Sabemos que existem cerca de 250 espécies viventes de bolachas-da-praia e mais de 750 espécies extintas. Sabemos também que existe uma árvore única para as bolachas mostrando como se relacionam umas com as outras, porém não sabemos a ordem dos ramos, também conhecida como topologia dessa árvore. Cada subgrupo pode ser suportado por uma novidade evolutiva única ou por várias caso possuir muitos dados. O intuito é ter o melhor arranjo para todas essas características, para resolver ou suportar todas essas relações. Por fim, a ideia é fazer um ponto no ramo para cada relação, e, então, podemos documentar eventos únicos ou caracteres entre todas as espécies estudadas. Uma coisa que se pode ver a partir disso é que algumas espécies surgiram mais recentemente que outras. Pode-se ler isso a partir da topologia da árvore quando se percebe que existe um eixo do tempo, dos mais velhos para os mais recentes. O importante é a ordem relativa dos ramos, a topologia. Este ramo apareceu antes deste, e este apareceu antes destes dois. Vamos combinar que, com 10 milhões de espécies existentes, a árvore da vida pode ficar bem complicada. É por isto que são necessários muitos dados e muitos estudos para se colocar cada grupo de organismo em seu lugar nessa grande árvore. A sistemática filogenética precisa de um computador para compilar muitos e muitos dados, codificando traços para todas as espécies de sua análise, e para jogar em um programa que é capaz de processar os dados matematicamente, produzindo árvores que podem ser testadas, testadas novamente, até que se chegue à melhor hipótese para a topologia da árvore. De vez em quando, podem ocorrer mudanças na ordem dos ramos da árvore. E tem algo relativamente novo que pode ajudar os sistematas a testar essas hipóteses, que é o DNA. O DNA pode ser um recurso capaz de mostrar novos caminhos evolutivos tanto quanto as características físicas. Sistemáticas contam mais e mais com análises de grandes quantidades de dados moleculares para desenvolver árvores. Compreendendo melhor essas árvores, você tem uma visão muito melhor de como a evolução acontece. Você pode ler o livro da história da vida, que eu acho que é a melhor coisa que você pode fazer neste campo de estudo. Por exemplo, no caso das bolachas-da-praia, você pode explorar por que elas ficaram achatadas ou por que elas possuem aqueles buracos bizarros. Usar árvores filogenéticas para contar a história da evolução é o motivo pelo qual eu vivo a Ciência. Um dos primeiros cladogramas que apareceram na história era de ninguém menos que Charles Darwin, que percebeu a importância das árvores filogenéticas. Sempre penso nele quando penso na vida dessa maneira, nessa questão da biodiversidade e em como as árvores mostram isso. Darwin sabia que elas revelavam linhagens e davam uma imagem da biodiversidade ao longo do tempo. O que ele não sabia é como as tecnologias modernas poderiam contar essa história magnífica, e como as árvores ajudam a proteger a nossa biodiversidade ameaçada.