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Os humanos perderam a cauda há 25 milhões de anos, e estes são os motivos

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Os humanos têm 🏀 muitas qualidades maravilhosas, mas nos falta algo que é uma característica comum da maioria dos animais com esqueleto: uma cauda. 🏀 A razão para isso tem sido algo misteriosa.

As caudas são úteis para equilíbrio, propulsão, comunicação e defesa contra insetos mordentes. 🏀 No entanto, humanos e nossos primos primatas mais próximos - os grandes primatas - disseram adeus às caudas há aproximadamente 🏀 25 milhões de anos, quando o grupo se separou dos macacos do Velho Mundo. A perda tem sido associada à 🏀 nossa transição para a bipedia, mas pouco se sabia sobre os fatores genéticos que desencadearam a ausência de cauda sabetesportes 🏀 primatas.

Agora, cientistas rastrearam nossa perda de cauda para uma sequência curta de código genético que é abundante no nosso genoma, 🏀 mas foi descartada há décadas como DNA "lixo", uma sequência que parece não servir a nenhum propósito biológico. Eles identificaram 🏀 o fragmento, conhecido como elemento Alu, no código regulador de um gene associado à comprimento da cauda chamado TBXT. Alu 🏀 também faz parte de uma classe chamada genes saltitantes, que são sequências genéticas capazes de alterar sabetesportes localização no genoma 🏀 e desencadear ou desfazer mutações.

Em algum ponto de nosso passado distante, o elemento Alu AluY saltou para o gene TBXT 🏀 no ancestral dos hominídeos (grandes primatas e humanos). Quando os cientistas compararam o DNA de seis espécies hominídeas e 15 🏀 primatas não hominídeos, eles encontraram AluY apenas nos genomas hominídeos, relataram os cientistas sabetesportes 28 de fevereiro no periódico Nature. 🏀 E sabetesportes experimentos com ratinhos geneticamente modificados - um processo que levou aproximadamente quatro anos - a manipulação das inserções 🏀 Alu nos genes TBXT dos roedores resultou sabetesportes tamanhos de cauda variáveis.

Anteriormente, havia muitas hipóteses sobre por que os hominídeos 🏀 evoluíram para serem sem cauda, a mais comum das quais se conectava a Taquelessa com postura ereta e evolução da 🏀 caminhada bípede, disse o autor principal do estudo, Bo Xia, um pesquisador fellow no Observatório de Regulação Genética e investigador 🏀 principal no Broad Institute do MIT e Harvard.

Mas sabetesportes relação à identificação exatamente como os humanos e grandes Macacos perderam 🏀 suas caudas, "não houve (antes) descoberta ou hipótese", Xia disse por email. "Nossa descoberta é a primeira vez a propor 🏀 um mecanismo genético", ele disse.

E devido às caudas serem uma extensão da coluna vertebral, as descobertas também podem ter implicações 🏀 para a compreensão de malformações do tubo neural que podem ocorrer durante o desenvolvimento fetal humano, de acordo com o 🏀 estudo.

Um momento decisivo para os pesquisadores veio quando Xia estava revisando a região TBXT do genoma sabetesportes uma base de 🏀 dados online amplamente utilizada por biólogos do desenvolvimento, disse o co-autor do estudo, Itai Yanai, um professor com o Instituto 🏀 de Genética de Sistemas e Biologia Química e Farmacologia na New York University Grossman School of Medicine.

"Isso deve ter sido 🏀 algo que milhares de outros geneticistas olharam, "disse Yanai. "Isso é incrível, não é? Que todo mundo olha na mesma 🏀 coisa, e Bo percebeu algo que todos nãos o fizeram."

Os elementos Alu estão abundantes no DNA humano; a inserção sabetesportes 🏀 TBXT é "um por um milhão que temos sabetesportes nosso genoma", disse Yanai. Mas enquanto a maioria dos pesquisadores havia 🏀 descartado a inserção TBXT Alu como DNA "lixo", Xia percebeu sabetesportes proximidade com um elemento Alu vizinho. Ele suspeitou que, 🏀 se eles se juntassem, poderiam desencadear um processo que interrompe a produção de proteínas no gene TBXT.

"Isso aconteceu sabetesportes um 🏀 relâmpago. E então levou quatro anos de trabalho com camundongos para testá-lo", disse Yanai.

Nos seus experimentos, os pesquisadores usaram tecnologia 🏀 de edição de genes CRISPR para criar camundongos com a inserção Alu sabetesportes seus genes TBXT. Eles descobriram que Alu 🏀 fez o gene TBXT produzir duas espécies de proteínas. Uma dessas criou caudas menores; quanto mais daquela proteína as genes 🏀 produzirem, menores as caudas.

Cauda semelessa e moradia nas árvores

Os humanos ainda têm caudas enquanto 🏀 estamos se desenvolvendo no útero como embriões; este apêndice é um presente do antepassado reptil de todos os vertebrados e 🏀 inclui 10 a 12 vértebras. Ele é visível apenas de quinta à sexta semana de gestação e, normalmente, a cauda 🏀 desaparece antes do feto completar oito semanas. Algumas crianças ainda têm rastros embrionários de cauda, mas essas caudas geralmente carecem 🏀 de osso e cartilagem e não estão conectadas à medula espinhal, outro time de pesquisadores relatou sabetesportes 2012.

Mas enquanto o 🏀 novo estudo explica o "como" da perda de cauda sabetesportes humanos e grandes primatas, o "por quê" disso ainda é 🏀 uma pergunta sabetesportes aberto, disse a antropóloga biológica Liza Shapiro, professora no departamento de antropologia na Universidade do Texas sabetesportes 🏀 Austin.

"Acho muito interessante apontar um mecanismo genético que possa ter sido responsável pela perda da cauda sabetesportes hominídeos, e este 🏀 artigo é uma contribuição valiosa nesse sentido", Shapiro, que não participou do estudo, disse sabetesportes email.

"No entanto, se essa foi 🏀 uma mutação que perdeu aleatoriamente a cauda sabetesportes nossos antepassados ​​primatas, ainda assim quer dizer se a mutação foi mantida 🏀 porque era funcionalmente benéfica (uma adaptação evolutiva) ou apenas não era um impedimento, disse Shapiro, que investiga como primatas se 🏀 movem e o papel da coluna na locomoção primata.

À medida que os primatas ancestrais antigos começavam a andar sobre duas 🏀 pernas, eles já haviam perdido suas caudas. Os membros mais antigos da linhagem humana são os primatas pré-hominídeos Proconsul e 🏀 Ekembo (encontrados no Quênia e datando de 21 milhões e 18 milhões de anos atrás, respectivamente). Os fósseis mostram que, 🏀 apesar desses primatas antigos terem sido sem cauda, eles eram moradores de árvores que andavam sabetesportes quatro membros com postura 🏀 corporal horizontal, como macacos, disse Shapiro.

"Assim, a cauda foi perdida primeiro, e então a locomoção associada à descida andando sabetesportes 🏀 duas pernas evoluiu posteriormente", Shapiro disse. "Mas isso não nos ajuda a entender por que a cauda foi perdida no 🏀 primeiro lugar."

A ideia de que a caminhada ereta e a perda da cauda estavam funcionalmente ligadas, com músculos da cauda 🏀 sendo reutilizados como músculos do plano pélvico, "é uma ideia antiga que não é consistente com o registro fóssil", ela 🏀 adicionou.

"A evolução trabalha com o que já está lá, de modo que não digo que a perda da cauda nos 🏀 ajudam a entender a evolução da bipedia humana de alguma forma direta. Ele nos ajuda a entender nossa ascendência de 🏀 macaco, no entanto", ela disse.

Para humanos modernos, as caudas são uma lembrança genética distante. Mas a história da nossas caudas 🏀 ainda não termina, e há muito por explorar sobre a perda da cauda, disse Xia.

Pesquisas adicionais poderiam investigar outros efeitos 🏀 da elemento Alu no TBXT, como impactos no desenvolvimento embrionário humano e no comportamento, ele sugeriu. Embora a ausência de 🏀 uma cauda seja o resultado visível da inserção de Alu, é possível que a presença da gene também tenha desencadeado 🏀 mudanças de desenvolvimento - assim como mudanças na locomoção e comportamentos relacionados - para acomodar a perda da cauda.

Mais genes 🏀 provavelmente desempenharam um papel no todo, também. Enquanto a função de Alu "parece ser muito importante", outros fatores genéticos provavelmente 🏀 contribuíram para a perda permanente da cauda de nossos ancestrais primatas, disse Xia.

"É razoável pensar que, durante esse tempo, havia 🏀 muitas outras mutações relacionadas à estabilização da perda da cauda", disse Yanai. E devido à natureza complexa da mudança evolutiva, 🏀 nossas caudas estão aqui para ficar, adicionou ele. "Ainda que a mutação identificada neste estudo possa ser desfeita, ainda assim 🏀 não traria de volta a cauda."

As novas descobertas também podem esclarecer um tipo de defeito do tubo neural sabetesportes embriões 🏀 conhecido como espina bífida. Nos experimentos, os pesquisadores descobriram que, quando os camundongos foram geneticamente projetados para perda de cauda, 🏀 algumas desenvolveram deformações do tubo neural que se assemelhavam à espina bífida sabetesportes humanos.

"Talvez o motivo pelo qual temos essa 🏀 condição sabetesportes humanos seja devido a este compromisso que nossos ancestrais fizeram há 25 milhões de anos para perderem suas 🏀 caudas", disse Yanai. "Agora que fizemos essa conexão com este elemento genético específico e este gene particularmente importante, isso poderia 🏀 abrir portas para o estudo de defeitos neurológicos."