Origens evolutivas do cabelo identificadas nos animais mais improváveis

Sapos com garras ainda são sapos carecas. (Fotografia de Holly Mahaffey / Imagens Getty)

doi.org/10.1038/s41467-024-46373-x
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#Evolução 

Por mais estranho que possa parecer para uma criatura sem pêlos, as rãs forneceram-nos algumas pistas críticas sobre as origens dos nossos deliciosos cabelos – uma característica definidora dos mamíferos cujos poderes isolantes nos ajudaram a espalhar-nos por toda a Terra.

Embora os anfíbios não possuam nem um único fio de cabelo, uma espécie tem outra parte da anatomia que compartilha os componentes queratinosos do cabelo: as unhas.

Assim, a bióloga molecular da Universidade de Ghent, Marjolein Carron, e seus colegas observaram de perto o sapo tropical com garras (Xenopus tropicalis) para ver se o nosso portador de unhas mais distante poderia lançar alguma luz sobre as origens misteriosas da penugem dos mamíferos.

Apesar de pesquisas anteriores sugerirem que as garras das rãs e dos mamíferos evoluíram de forma independente, o novo trabalho descobriu que as rãs partilham alguns genes envolvidos na produção de moléculas semelhantes semelhantes à queratina.

“Sabe-se que pacientes com mutações no gene Hoxc13 apresentam defeitos no crescimento de cabelos e unhas”, explica o dermatologista Leopold Eckhart, da Universidade Médica de Viena.

“Em nosso estudo, conseguimos bloquear a formação de garras no sapo com garras desligando esse gene”.

Isto sugere que as “sementes? do cabelo foram plantadas na época do ancestral comum das rãs e dos mamíferos.

Este teria sido o que é conhecido como tetrápode-tronco, um dos primeiros animais de quatro membros que correram pela terra há cerca de 375 milhões de anos.

A expressão de moléculas semelhantes à queratina nas pontas dos dedos de Xenopus tropicalis está associada a garras cornificadas. Garras estão presentes nos dedos internos dos membros posteriores (HI) e nenhuma garra nos dedos externos dos membros posteriores (HO) ou nos membros anteriores. (Carron et al., Nature Communications, 2024)

O gene regulador do cabelo, Hoxc13, estava presente no último ancestral comum de todos os vertebrados com mandíbula e persiste em muitos até hoje.

O fato de o gene estar tão bem conservado indica sua função crucial.

Pesquisas anteriores que identificaram o gene em peixes modernos com barbatanas lobadas – “fósseis vivos? que representam os nossos antepassados pré-terrestres – descobriram que ele era usado para dizer ao seu corpo onde formar barbatanas emparelhadas.

Mais tarde na linha do tempo evolutiva, essas barbatanas tornaram-se pernas de tetrápodes.

Os pesquisadores suspeitam que a pele endurecida surgiu para impedir o desgaste das pontas das pernas terrestres que trabalhavam duro.

Esses acessórios de proteção tornaram-se então uma ferramenta crucial para escavar, caçar, mover-se e autodefesa.

Um exemplo de sapo com garras (Xenopus laevis). (Craig Cordier/iStock/Getty Images Plus)

“A função original das “queratinas capilares? primordiais como “queratinas dos dedos dos pés? é conservada nas almofadas dos pés das pererecas, nas pontas dos pés do axolote [e] nas garras das rãs com garras”, escreve a equipe em seu artigo.

Mais tarde, a expressão destas moléculas semelhantes à queratina espalhou-se por outras partes do corpo.

“Durante a evolução dos mamíferos, o programa de formação das garras foi modificado para o desenvolvimento dos pelos”, diz Eckhart.

Ainda não sabemos como aconteceu essa mudança dos dedos dos pés para os folículos capilares, ou se o Hoxc13 também está envolvido no controle das queratinas das penas.

“Apêndices da pele, como garras, unhas e cabelos vão se regenerando ao longo da vida para compensar abrasões e danos causados pelo contato direto com o meio ambiente.

Assim, a cooptação de um regulador do desenvolvimento tem contribuído para a evolução da regeneração tecidual no adulto organismo”, conclui a equipe.


Publicado em 30/03/2024 08h05

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