Os tentilhões de Darwin são os emblemas da evolução. As aves que viu nas Ilhas Galápagos durante a sua famosa viagem pelo mundo em 1831-1836 mudaram o seu pensamento sobre a origem de novas espécies e, eventualmente, o dos biólogos do mundo.
Darwin questionou-se sobre as mudanças na forma dos bicos das aves de ilha para ilha. Os chamados cactus finches ostentam bicos mais longos, mais pontiagudos do que os seus parentes os tentilhões do solo. Os bicos dos tentilhões-da-guerra são mais finos e mais pontiagudos do que os dois. Estas adaptações tornam-nos mais aptos a sobreviver com os alimentos disponíveis.
Os investigadores da Faculdade de Medicina de Harvard levaram a história um passo mais longe. Utilizando análises genéticas modernas, encontraram uma molécula que regula os genes envolvidos na formação dos bicos dos tentilhões de Darwin. “A calmodulina é uma proteína que liga e activa certas enzimas, o que desencadeia um sinal que eventualmente liga ou desliga genes específicos”, explica Arkhat Abzhanov, um biólogo evolucionário de Harvard. Estes sinais alteram o comportamento das células responsáveis pela escultura do bico.
Os membros da equipa de investigação receberam autorização para recolher ovos de finch do Parque Nacional de Galápagos, um grupo de ilhas rochosas no Oceano Pacífico, a cerca de 600 milhas a oeste do Equador. As fêmeas de tentilhões põem ninhadas de quatro a cinco ovos, um por dia. Para evitar perturbações e abandono dos ninhos, os investigadores levaram apenas os terceiros ovos postos.
No Departamento de Genética da Faculdade de Medicina de Harvard, foram examinados 26 embriões de aves, utilizando chips de genes que revelam quais os genes mais activos nas cabeças dos tentilhões em desenvolvimento. Esta actividade foi então comparada com o tamanho e as formas dos bicos adultos.
A investigação centrou-se rapidamente na calmodulin como o interruptor que pode ligar os genes envolvidos no aumento do comprimento do bico. Esta proteína nunca antes tinha sido implicada no desenvolvimento dos crânios e faces de quaisquer aves.
“Descobrimos que a calmodulin foi de facto expressa a níveis detectavelmente mais elevados nos tentilhões de cacto em comparação com os tentilhões moídos, e assim associada aos seus bicos mais longos”, diz Clifford Tabin, professor de genética. “Este nível mais elevado é tanto biologicamente relevante como funcionalmente importante para a formação de bicos alongados, que são utilizados de forma especializada para sondar flores de cactos e frutos para pólen, néctar, e sementes”. O mesmo surto de calmodulin não foi encontrado em tentilhão mais embotado.
Um bico em evolução
Quando Charles Darwin viu pela primeira vez as Ilhas Galápagos, descreveu-as como 10 ilhas “situadas sob o equador”. Observou que tinham origem em vulcões e que eram pockmarked com crateras. “Algumas das crateras, superando as ilhas maiores, são de tamanho imenso, e elevam-se a uma altura entre três e quatro mil pés”
Notando diferenças nos hábitos alimentares dos tentilhões, Darwin escreveu que os tentilhões dos cactos “podem muitas vezes ser vistos a trepar sobre as flores dos grandes cactos”. Vendo a diversidade de bicos e outras estruturas nos tentilhões intimamente relacionados, ele escreveu no seu caderno, “pode-se realmente imaginar que uma espécie tenha sido tomada e modificada para fins diferentes”
Darwin elaborou sobre esta ideia quando publicou a sua bomba intelectual, a “Origem da Espécie”, cerca de 25 anos mais tarde, em 1859. Especulou que as aves, parecidas com estorninhos, vinham para as Ilhas Galápagos pelo vento. A evolução tomou conta e diferentes grupos desenvolveram dietas diferentes. Quando, escreveu ele, “um imigrante se estabeleceu pela primeira vez numa das ilhas, … estaria sem dúvida exposto a condições diferentes nas diferentes ilhas (onde) teria de competir com um conjunto diferente de organismos. … Então, a selecção natural favoreceria provavelmente variedades diferentes nas diferentes ilhas”
Por outras palavras, os bicos mudariam à medida que as aves desenvolvessem gostos diferentes para frutos, sementes, ou insectos colhidos do solo ou cactos. Os bicos longos e pontiagudos tornaram alguns deles mais aptos para colher sementes de frutos de cactos. Os bicos mais curtos e pontiagudos servem melhor para comer sementes encontradas no solo. Eventualmente, os imigrantes evoluíram para 14 espécies separadas, cada uma com o seu próprio canto, preferências alimentares, e formas de bico. Os tentilhões-da-terra, por exemplo, apanham insectos em bicos mais afiados e esguios do que os dos comedores de cactos.
Para o futuro, notas Abzhanov, “restam sete ou oito outros tentilhões Darwin de bico único para explorar. Estas aves servem como um ponto de partida ideal, porque estão intimamente relacionadas, mas muito diversas na forma e estrutura.
“Esperamos também que a calmodulin seja importante noutros grupos de aves de bico longo. Contudo, esta não vai ser a história completa para aves como as cegonhas e as íbises. O aumento da actividade da calmodulin leva a um modesto aumento de 10-14 por cento no comprimento do bico, o que corresponde bem com as diferenças de comprimento entre os cactos e os tentilhões moídos, mas podem ser necessários mecanismos adicionais para bicos ainda mais longos”
Abzhanov, Tabin, e os seus colegas de Harvard, Princeton, e do Instituto de Patologia Molecular em Viena, Áustria, publicaram o resultado da sua investigação sobre tentilhões em Agosto. 3 edição da revista Nature.
Asked sobre a possibilidade de calmodulin nas cabeças dos humanos, Abzhanov responde, “Neste momento não sabemos se os mamíferos em geral ou os humanos em particular empregam calmodulin durante o desenvolvimento dos seus crânios e rostos. É, no entanto, muito provável que a calmodulin esteja envolvida em processos muito básicos de desenvolvimento craniofacial. Sabemos que é expressa na altura certa e no lugar certo no desenvolvimento de embriões de ratos. Iremos certamente prosseguir o(s) seu(s) papel(s) tanto durante o desenvolvimento de ratos como de galinhas”
