Diversidade biológica não é resultado apenas dos genes

A geometria precisa das camadas de tecido foi capturada usando microscopia de fluorescência.
[Imagem: F. Berger & M. C. Milinkovitch/University of Geneva]

Além da genética

Como podemos explicar a diversidade das formas dos organismos vivos? Embora a genética e, mais recentemente, a epigenética, sejam as respostas que normalmente vêm à mente, elas não conseguem explicar tudo.

Ao combinar observações do desenvolvimento embrionário, microscopia avançada e modelagem computacional de ponta, uma equipe multidisciplinar da Universidade de Genebra (Suíça) demonstrou agora que as escamas da cabeça do crocodilo não têm seu mapa registrado nos genes, mas emergem da mecânica do crescimento dos tecidos.

A diversidade dessas escamas, observadas em diferentes espécies de crocodilianos, decorre, portanto, da evolução de parâmetros mecânicos, como a taxa de crescimento do animal e a rigidez da pele. Estes resultados lançam uma nova luz sobre as forças físicas envolvidas no desenvolvimento e na evolução das formas vivas.

A descoberta também bate com as conclusões de vários estudos celulares, que já mostraram a importância das forças mecânicas nas interações entre as células - por exemplo, as células tumorais conquistam território fazendo pressão, enquanto, por sua vez, as células imunológicas usam força bruta para destruir as células cancerígenas.

Processo físico de diferenciação

A origem da diversidade morfológica e da complexidade dos organismos vivos continua a ser um dos maiores mistérios da ciência.

Anteriormente, a mesma equipe havia demonstrado que o desenvolvimento embrionário das escamas da cabeça do crocodilo, diferentemente das escamas do corpo, se origina de um processo que lembra a propagação de rachaduras dentro de um material sob estresse mecânico. No entanto, a verdadeira natureza desse processo físico ainda não era conhecido.

Eles agora decifraram o enigma: Embora a pele que cobre as mandíbulas do crocodilo recém-nascido permaneça lisa até o 48º dia de vida, dobras cutâneas aparecem por volta do 51º dia. Essas dobras então se espalham e se interconectam para formar escamas poligonais irregulares, incluindo escamas grandes e alongadas na parte superior do focinho e unidades menores nas laterais das mandíbulas.

A conclusão da equipe é que variações na taxa de crescimento e enrijecimento da pele fornecem um mecanismo simples, capaz de gerar uma ampla diversidade de formas de escamas entre diferentes espécies de crocodilianos.