Os antepassados das cobras de hoje em dia suportaram braços e pernas de verdade, de acordo com um novo estudo que descobriu que as mutações genéticas causaram a perda dos membros dos répteis há mais de 100 milhões de anos.
Os investigadores descreveram um trecho de ADN envolvido na formação de membros que é mutado nas cobras. Quando inseriram o ADN da serpente em ratos, os animais desenvolveram membros truncados, sugerindo que uma extensão crítica de ADN perdeu a sua capacidade de suportar o crescimento dos membros durante a evolução da serpente”. Nas cobras, está partido”, disse Axel Visel, do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley nos EUA. “É provavelmente um dos vários passos evolutivos que ocorreram nas cobras, que, ao contrário da maioria dos mamíferos e répteis, já não podem formar membros”, disse Visel.
As serpentes de hoje sofreram uma das mais dramáticas alterações do plano corporal na evolução dos vertebrados. Para estudar as raízes moleculares desta adaptação, Visel e os seus colegas começaram a analisar os genomas das cobras publicadas, incluindo os genomas das cobras basais como a jibóia e a pitão, que têm pernas vestigiais – ossos minúsculos das pernas enterrados nos músculos – e cobras avançadas, como a víbora e a cobra, que perderam todas as estruturas dos membros. Dentro destes genomas, concentraram-se especificamente num gene chamado Sonic hedgehog, ou Shh, envolvido em muitos processos de desenvolvimento – incluindo a formação de membros.
Os investigadores aprofundaram num dos reguladores do gene Shh, uma extensão de ADN chamada ZRS (a Zona de Sequência Reguladora da Actividade Polarizante) que estava presente mas que tinha divergido nas serpentes. Para determinar as consequências destas mutações, os investigadores utilizaram o CRISPR, um método de edição de genoma, para inserir o ZRS de vários outros vertebrados em ratos, substituindo o regulador do rato. Com o ZRS de outros mamíferos, como os humanos, os ratos desenvolveram membros normais. Mesmo quando inseriram o ZRS de peixes, cujas barbatanas são estruturalmente muito diferentes dos membros, os ratos desenvolveram membros normais. No entanto, quando os investigadores substituíram o ZRS do rato pela versão python ou cobra, os ratos continuaram a desenvolver membros dianteiros e membros truncados.
“Utilizando estas novas ferramentas genómicas, podemos começar a explorar como diferentes versões evolutivas do mesmo potenciador afectam o desenvolvimento dos membros e ver realmente o que acontece”, disse Visel. Para identificar as mutações no ZRS das serpentes que foram responsáveis pela sua inactivação durante a evolução da serpente, os investigadores analisaram mais de perto a história evolutiva das mudanças de sequência individuais. Ao comparar os genomas das serpentes e outros vertebrados, identificaram uma eliminação particularmente suspeita de 17 pares de bases que só ocorria em serpentes; esta eliminação removeu um trecho do ZRS que tem um papel fundamental na regulação do gene Shh em animais com pernas de leão.
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