02/07/2025
– Dois estudos publicados na Science revelaram que aves,
répteis e mamíferos desenvolveram circuitos cerebrais
complexos de forma independente, apesar de compartilharem um ancestral
comum. Essas descobertas desafiam a visão tradicional da
evolução cerebral, mostrando que, embora existam
funções cerebrais semelhantes entre esses grupos,
os mecanismos de formação embrionária e os
tipos de células seguiram trajetórias evolutivas
divergentes.
O pálio é a região
do cérebro responsável pela formação
do neocórtex nos mamíferos, associado às
funções cognitivas complexas. Tradicionalmente,
acreditava-se que o pálio fosse uma estrutura comparável
entre mamíferos, aves e répteis, variando apenas
em complexidade. Estudos anteriores sugeriam que essa região
compartilhava tipos neuronais semelhantes e circuitos equivalentes
para o processamento sensorial e cognitivo, com neurônios
excitatórios e inibitórios comuns e padrões
gerais de conectividade.
Os novos estudos revelaram que,
embora as funções gerais do pálio sejam equivalentes
entre mamíferos, aves e répteis, seus mecanismos
de desenvolvimento e a identidade molecular dos neurônios
divergiram substancialmente ao longo da evolução.
O primeiro estudo, conduzido por Eneritz Rueda-Alaña e
Fernando García-Moreno com uma equipe internacional, mostrou
que, embora aves e mamíferos tenham circuitos cerebrais
com funções semelhantes, a formação
desses circuitos durante o desenvolvimento embrionário
é radicalmente diferente entre os dois grupos.
O Dr. García-Moreno explicou
que os neurônios de aves e mamíferos nascem em locais
e momentos diferentes durante o desenvolvimento, indicando que
não são derivados de um ancestral comum. Usando
transcriptômica espacial e modelagem matemática,
os pesquisadores descobriram que os neurônios responsáveis
pelo processamento sensorial em ambas as espécies se formam
a partir de diferentes conjuntos de genes.
Os pesquisadores descobriram que
as ferramentas genéticas usadas para estabelecer a identidade
celular dos neurônios variam de espécie para espécie,
resultando em tipos celulares únicos. Isso indica que os
circuitos neurais não são homólogos, mas
resultado de evolução convergente, com cada grupo
desenvolvendo esses circuitos de maneira independente. O segundo
estudo, conduzido na Universidade de Heidelberg e codirigido por
Bastienne Zaremba, Henrik Kaessmann e Fernando García-Moreno,
fornece um atlas detalhado das células cerebrais das aves,
comparando-as com as de mamíferos e répteis, aprofundando
essas diferenças.
Os pesquisadores conseguiram
descrever os centenas de genes usados por cada tipo de neurônio
nos cérebros de aves, comparando-os com ferramentas de
bioinformática. Os resultados mostram que as aves mantiveram
a maioria dos neurônios inibitórios presentes em
outros vertebrados há centenas de milhões de anos.
No entanto, seus neurônios excitatórios, responsáveis
por transmitir informações no pálio, evoluíram
de maneira única. Alguns neurônios no cérebro
das aves apresentaram perfis genéticos semelhantes aos
de mamíferos, como no claustro e no hipocampo, indicando
que certos neurônios são antigos e compartilhados
entre espécies.
O Dr. García-Moreno explica
que a maioria dos neurônios excitatórios evoluiu
de maneiras novas e distintas em cada espécie. Os estudos
utilizaram técnicas avançadas, como transcriptômica
espacial, neurobiologia do desenvolvimento, análise de
células individuais e modelagem matemática, para
rastrear a evolução dos circuitos cerebrais em aves,
mamíferos e répteis.
Os estudos mostram que a evolução
encontrou várias soluções para construir
cérebros complexos, com as aves desenvolvendo circuitos
neurais sofisticados de maneira independente dos mamíferos.
Essas descobertas alteram a compreensão sobre a evolução
do cérebro, destacando a flexibilidade evolutiva do desenvolvimento
cerebral e mostrando que funções cognitivas avançadas
podem surgir por meio de diferentes vias genéticas e celulares.
O pesquisador explica que embora
o cérebro nos torne humanos, ele também nos conecta
a outras espécies por meio de uma história evolutiva
compartilhada. A descoberta de que aves e mamíferos desenvolveram
circuitos neurais independentemente tem implicações
importantes para a neurociência comparativa. Compreender
os programas genéticos que originam tipos neuronais específicos
pode abrir novas possibilidades para a pesquisa em neurodesenvolvimento.
Saiba mais: Eneritz Rueda-Alaña
et al, Convergência evolutiva de circuitos sensoriais no
pálio de amniotas, Science (2025). DOI: 10.1126/science.adp3411
. www.science.org/doi/10.1126/science.adp3411
Zaremba B et al. Origens do desenvolvimento
e evolução dos tipos e estruturas de células
paliais em pássaros. Science (2025). DOI: 10.1126/science.adp5182
. www.science.org/doi/10.1126/science.adp5182
Criado em 2015, dentro do setor
de pesquisa da Agência Ambiental Pick-upau, a Plataforma
Darwin, o Projeto Aves realiza atividades voltadas ao estudo e
conservação desses animais. Pesquisas científicas
como levantamentos quantitativos e qualitativos, pesquisas sobre
frugivoria e dispersão de sementes, polinização
de flores, são publicadas na Darwin Society Magazine; produção
e plantio de espécies vegetais, além de atividades
socioambientais com crianças, jovens e adultos, sobre a
importância em atuar na conservação das aves.
Da Redação,
com informações de agências internacionais
Matéria elaborada com auxílio de inteligência
artificial
Fotos: Reprodução/Pixabay
|
