Bhart-Anjan Bhullar
O crânio de um embrião de galinha pronto a eclodir normalmente tem um bico (esquerda), mas quando certas proteínas são bloqueadas (meio) desenvolve um ‘focinho’ reptiliano a partir de dois ossos, como um jacaré dos tempos modernos (direita).
Os biólogos criaram embriões de galinha com faces parecidas com dinossauros, mexendo nas moléculas que constroem os bicos das aves.
A pesquisa, cujos detalhes são publicados hoje em Evolution1, não tem como objetivo engendrar bandos de ‘dinossauros’ híbridos ou ressuscitar dinossauros, diz Bhart-Anjan Bhullar, um paleontólogo agora na Universidade de Chicago em Illinois, que co-liderou o trabalho. “Nunca vamos voltar ao dino-galinha de verdade ou seja lá o que for.” Pelo contrário, diz ele, a equipe quer determinar como os focinhos podem ter se transformado em bicos à medida que os dinossauros evoluíram em aves há mais de 150 milhões de anos.
A transição de dinossauro para pássaro foi confusa – nenhuma característica anatômica específica distinguia as primeiras aves de seus ancestrais comedores de carne de dinossauro. Mas nos estágios iniciais da evolução das aves, os ossos gêmeos que formavam o focinho em dinossauros e répteis – chamados de premaxila – cresceram mais e se uniram para produzir o que é agora o bico. “Em vez de dois ossinhos nos lados do focinho, como todos os outros vertebrados, ele foi fundido em uma única estrutura”, diz Bhullar.
Reconstrução facial
Para entender melhor como esses ossos poderiam ter se fundido, uma equipe liderada por Bhullar e Arhat Abzhanov, um biólogo evolucionista da Universidade de Harvard em Cambridge, Massachusetts, analisou o desenvolvimento embrionário de bicos em galinhas e emas, e de focinhos em jacarés, lagartos e tartarugas. Eles raciocinaram que os focinhos de répteis e dinossauros se desenvolvem a partir da premaxila de forma semelhante, e que os caminhos de desenvolvimento que formam o focinho foram alterados no curso da evolução das aves.
A equipe descobriu que duas proteínas conhecidas por orquestrar o desenvolvimento da face, FGF e Wnt, foram expressas de forma diferente em embriões de aves e répteis. Em répteis, as proteínas eram activas em duas pequenas áreas na parte do embrião que se transforma na face. Nas aves, pelo contrário, ambas as proteínas foram expressas em uma grande faixa na mesma região do embrião. Bhullar vê o resultado como uma tentativa de evidência de que a atividade FGF e Wnt alterada contribuiu para a evolução do bico.
Para testar esta idéia, a equipe adicionou bioquímicos para bloquear a atividade de ambas as proteínas em dezenas de ovos de galinha em desenvolvimento. Os pesquisadores não eclodiram realmente os ovos, diz Bhullar, porque não escreveram esse passo em seu protocolo de pesquisa aprovado. Ao invés disso, eles discerniram diferenças nas faces dos pintos prontos para eclosão, que pareciam sutilmente diferentes dos pintos sem suas proteínas inibidas. Os pintos alterados ainda tinham um retalho de pele sobre o bico, portanto a diferença não é óbvia, diz Bhullar. “Olhando para estes animais externamente, você ainda pensaria que é um bico. Mas se você visse o esqueleto, você ficaria muito confuso”, diz ele. “Eu não diria que demos focinhos de pássaros”
Em alguns embriões, as premaxilas foram parcialmente fundidas, enquanto em outros os dois ossos eram distintos e muito mais curtos; alguns dos embriões alterados não pareciam muito diferentes dos das galinhas normais. A equipe criou modelos digitais de seus crânios com um tomógrafo computadorizado e descobriu que alguns deles se assemelhavam mais aos ossos de aves precoces como Archaeopteryx e dinossauros como Velociraptor, do que galinhas não modificadas.
“Muito legal”, diz Clifford Tabin, um biólogo de desenvolvimento da Escola de Medicina de Harvard em Boston, Massachusetts. Ele acha que a equipe de Bhullar faz um caso forte que alterou a expressão da FGF e Wnt moldou o bico do pássaro. A identificação das alterações genéticas responsáveis, no entanto, será muito mais difícil. Elas podem estar nos genes que codificam a FGF e o Wnt, ou nos genes das vias bioquímicas relacionadas, ou no DNA ‘regulador’ que influencia a expressão gênica. Se estas mudanças pudessem ser identificadas, poderia ser possível modificar os genomas das galinhas para incluí-los (e, inversamente, tornar os répteis mais parecidos com aves através da edição do genoma).
Jack Horner, um paleontólogo da Universidade Estadual de Montana, em Bozeman, espera adotar uma abordagem genética para imbuir galinhas com caudas semelhantes a dinossauros. Em um artigo publicado no ano passado2 , sua equipe identificou mutações potencialmente envolvidas no desaparecimento da cauda em aves modernas. Mas aplicar esses conhecimentos à engenharia de ‘dino-galinhas’ tem se mostrado difícil, diz ele. “Estamos tendo um pouco mais de problemas com a cauda. Há tantos componentes.” Outras características anatómicas podem ser alteradas ao mexer nas proteínas de desenvolvimento, acrescenta Horner. “Dá-nos muitas oportunidades de pensar em fazer novos tipos de animais.”
Bhullar diz que admira a visão de Horner, mas está mais interessado em reproduzir a evolução para revelar como ela cria novas formas. Seu laboratório planeja estudar a expansão do crânio dos mamíferos e os incomuns membros inferiores dos crocodilos, ressuscitando a anatomia antiga. “Acho que ele vai abrir uma janela tão grande quanto você poderia entrar no passado profundo sem ter uma máquina do tempo”, diz ele.