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Cientistas que estudam embriões de tubarão descobriram evidências de que o modelo básico para a formação de faces em animais com mandíbula permaneceu praticamente inalterado por mais de 400 milhões de anos.
A pesquisa, publicada na revista Development, focou no tubarão-gato-pintado, uma pequena espécie de tubarão que pode ajudar os cientistas a entender como os rostos evoluíram pela primeira vez em vertebrados ancestrais.
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| Tubarão |
O estudo foi liderado por pesquisadores do Instituto Max Planck de Biologia Evolutiva, incluindo a bióloga do desenvolvimento Markéta Kaucká.
A maioria dos estudos anteriores sobre o desenvolvimento facial concentrou-se em animais ósseos, como ratos, galinhas e peixes-zebra.
Os tubarões e outros peixes cartilaginosos têm sido muito menos estudados, apesar de terem se separado dos vertebrados ósseos há centenas de milhões de anos.
Devido a essa lacuna, os cientistas têm tido dificuldades para entender como as estruturas faciais evoluíram inicialmente nos primeiros animais com mandíbula.
Para investigar, os pesquisadores estudaram células da crista neural craniana, um grupo especial de células que ajudam a formar o rosto durante o desenvolvimento embrionário.
Essas células são exclusivas dos vertebrados com mandíbula e desempenham um papel fundamental na formação do crânio, da cartilagem, dos tecidos conjuntivos e de partes do sistema nervoso.
Nos embriões, essas células começam perto do cérebro em desenvolvimento antes de se deslocarem para diferentes partes da cabeça e do rosto em crescimento. Uma vez lá, elas se transformam em muitos tecidos diferentes que dão forma ao rosto.
Utilizando técnicas avançadas de imagem e análise genética de células individuais, a equipe rastreou essas células dentro de embriões de tubarão-gato em desenvolvimento. Eles descobriram que o programa de desenvolvimento inicial das células faciais do tubarão é notavelmente semelhante ao observado em vertebrados ósseos.
Isso sugere que as instruções fundamentais para a construção da face de um vertebrado já estavam estabelecidas muito cedo na evolução e foram preservadas desde então.
Os cientistas ficaram surpresos com a força com que esses antigos programas de desenvolvimento permaneceram conservados ao longo de distâncias evolutivas tão vastas.
No entanto, o estudo também revelou uma diferença importante. Embora o programa genético básico fosse semelhante, o comportamento das células em fases posteriores do desenvolvimento diferia entre tubarões e animais como ratos ou galinhas.
No tubarão-gato, as células-filhas produzidas pelas células da crista neural craniana se agrupam atrás do olho e permanecem ali paradas, em vez de se moverem diretamente para a parte frontal da face. Apesar de seguirem essa rota de desenvolvimento diferente, as células ainda acabam formando estruturas faciais equivalentes.
“Esperávamos que a morfologia facial única dos tubarões surgisse de propriedades distintas da CNCC; no entanto, não é esse o caso”, disse Elio Escamilla-Vega, primeiro autor do estudo.
Estudar embriões de tubarão é particularmente desafiador porque eles se desenvolvem lentamente dentro de cascas protetoras resistentes, o que torna sua observação e manipulação difíceis em comparação com animais de laboratório comuns.
Para superar esse problema, os pesquisadores trabalharam com cientistas do DESY e utilizaram a poderosa tecnologia de imagem de raios X de sincrotron para criar imagens 3D altamente detalhadas de embriões de tubarão em desenvolvimento com resolução celular.
A equipe também disponibilizou todos os seus dados publicamente para que outros pesquisadores possam continuar explorando o desenvolvimento dos tubarões.
As descobertas oferecem uma nova e importante perspectiva sobre a história evolutiva profunda dos vertebrados e sugerem que as antigas instruções biológicas que moldam os rostos humanos atuais podem ter surgido muito antes dos dinossauros — ou mesmo dos primeiros animais terrestres — sequer existirem.
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📙 GLOSSÁRIO:
Crista Neural Craniana: Grupo de células que contribuem para a formação do rosto e crânio durante o desenvolvimento embrionário.
Vertebrados: Animais que possuem coluna vertebral, incluindo peixes, anfíbios, répteis, aves e mamíferos.
Embrião: Estágio inicial do desenvolvimento de um organismo, antes de se tornar um indivíduo completo.
Morfologia: Estudo da forma e estrutura dos organismos.
Sincrotron: Tipo de acelerador de partículas que gera radiação eletromagnética para imagens de alta resolução.
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