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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 5️⃣ muitas qualidades maravilhosas, mas nos falta algo que é uma característica comum da maioria dos animais com esqueleto: uma cauda. 5️⃣ A razão para isso tem sido algo misteriosa.

As caudas são úteis para equilíbrio, propulsão, comunicação e defesa contra insetos mordentes. 5️⃣ No entanto, humanos e nossos primos primatas mais próximos - os grandes primatas - disseram adeus às caudas há aproximadamente 5️⃣ 25 milhões de anos, quando o grupo se separou dos macacos do Velho Mundo. A perda tem sido associada à 5️⃣ nossa transição para a bipedia, mas pouco se sabia sobre os fatores genéticos que desencadearam a ausência de cauda cassino da sorte 5️⃣ primatas.

Agora, cientistas rastrearam nossa perda de cauda para uma sequência curta de código genético que é abundante no nosso genoma, 5️⃣ mas foi descartada há décadas como DNA "lixo", uma sequência que parece não servir a nenhum propósito biológico. Eles identificaram 5️⃣ o fragmento, conhecido como elemento Alu, no código regulador de um gene associado à comprimento da cauda chamado TBXT. Alu 5️⃣ também faz parte de uma classe chamada genes saltitantes, que são sequências genéticas capazes de alterarcassino da sortelocalização no genoma 5️⃣ e desencadear ou desfazer mutações.

Em algum ponto de nosso passado distante, o elemento Alu AluY saltou para o gene TBXT 5️⃣ no ancestral dos hominídeos (grandes primatas e humanos). Quando os cientistas compararam o DNA de seis espécies hominídeas e 15 5️⃣ primatas não hominídeos, eles encontraram AluY apenas nos genomas hominídeos, relataram os cientistas cassino da sorte 28 de fevereiro no periódico Nature. 5️⃣ E cassino da sorte experimentos com ratinhos geneticamente modificados - um processo que levou aproximadamente quatro anos - a manipulação das inserções 5️⃣ Alu nos genes TBXT dos roedores resultou cassino da sorte tamanhos de cauda variáveis.

Anteriormente, havia muitas hipóteses sobre por que os hominídeos 5️⃣ evoluíram para serem sem cauda, a mais comum das quais se conectava a Taquelessa com postura ereta e evolução da 5️⃣ caminhada bípede, disse o autor principal do estudo, Bo Xia, um pesquisador fellow no Observatório de Regulação Genética e investigador 5️⃣ principal no Broad Institute do MIT e Harvard.

Mas cassino da sorte relação à identificação exatamente como os humanos e grandes Macacos perderam 5️⃣ suas caudas, "não houve (antes) descoberta ou hipótese", Xia disse por email. "Nossa descoberta é a primeira vez a propor 5️⃣ um mecanismo genético", ele disse.

E devido às caudas serem uma extensão da coluna vertebral, as descobertas também podem ter implicações 5️⃣ para a compreensão de malformações do tubo neural que podem ocorrer durante o desenvolvimento fetal humano, de acordo com o 5️⃣ estudo.

Um momento decisivo para os pesquisadores veio quando Xia estava revisando a região TBXT do genoma cassino da sorte uma base de 5️⃣ dados online amplamente utilizada por biólogos do desenvolvimento, disse o co-autor do estudo, Itai Yanai, um professor com o Instituto 5️⃣ de Genética de Sistemas e Biologia Química e Farmacologia na New York University Grossman School of Medicine.

"Isso deve ter sido 5️⃣ algo que milhares de outros geneticistas olharam, "disse Yanai. "Isso é incrível, não é? Que todo mundo olha na mesma 5️⃣ coisa, e Bo percebeu algo que todos nãos o fizeram."

Os elementos Alu estão abundantes no DNA humano; a inserção cassino da sorte 5️⃣ TBXT é "um por um milhão que temos cassino da sorte nosso genoma", disse Yanai. Mas enquanto a maioria dos pesquisadores havia 5️⃣ descartado a inserção TBXT Alu como DNA "lixo", Xia percebeucassino da sorteproximidade com um elemento Alu vizinho. Ele suspeitou que, 5️⃣ se eles se juntassem, poderiam desencadear um processo que interrompe a produção de proteínas no gene TBXT.

"Isso aconteceu cassino da sorte um 5️⃣ relâmpago. E então levou quatro anos de trabalho com camundongos para testá-lo", disse Yanai.

Nos seus experimentos, os pesquisadores usaram tecnologia 5️⃣ de edição de genes CRISPR para criar camundongos com a inserção Alu cassino da sorte seus genes TBXT. Eles descobriram que Alu 5️⃣ fez o gene TBXT produzir duas espécies de proteínas. Uma dessas criou caudas menores; quanto mais daquela proteína as genes 5️⃣ produzirem, menores as caudas.

Cauda semelessa e moradia nas árvores

Os humanos ainda têm caudas enquanto 5️⃣ estamos se desenvolvendo no útero como embriões; este apêndice é um presente do antepassado reptil de todos os vertebrados e 5️⃣ inclui 10 a 12 vértebras. Ele é visível apenas de quinta à sexta semana de gestação e, normalmente, a cauda 5️⃣ desaparece antes do feto completar oito semanas. Algumas crianças ainda têm rastros embrionários de cauda, mas essas caudas geralmente carecem 5️⃣ de osso e cartilagem e não estão conectadas à medula espinhal, outro time de pesquisadores relatou cassino da sorte 2012.

Mas enquanto o 5️⃣ novo estudo explica o "como" da perda de cauda cassino da sorte humanos e grandes primatas, o "por quê" disso ainda é 5️⃣ uma pergunta cassino da sorte aberto, disse a antropóloga biológica Liza Shapiro, professora no departamento de antropologia na Universidade do Texas cassino da sorte 5️⃣ Austin.

"Acho muito interessante apontar um mecanismo genético que possa ter sido responsável pela perda da cauda cassino da sorte hominídeos, e este 5️⃣ artigo é uma contribuição valiosa nesse sentido", Shapiro, que não participou do estudo, disse cassino da sorte email.

"No entanto, se essa foi 5️⃣ uma mutação que perdeu aleatoriamente a cauda cassino da sorte nossos antepassados ​​primatas, ainda assim quer dizer se a mutação foi mantida 5️⃣ porque era funcionalmente benéfica (uma adaptação evolutiva) ou apenas não era um impedimento, disse Shapiro, que investiga como primatas se 5️⃣ movem e o papel da coluna na locomoção primata.

À medida que os primatas ancestrais antigos começavam a andar sobre duas 5️⃣ pernas, eles já haviam perdido suas caudas. Os membros mais antigos da linhagem humana são os primatas pré-hominídeos Proconsul e 5️⃣ Ekembo (encontrados no Quênia e datando de 21 milhões e 18 milhões de anos atrás, respectivamente). Os fósseis mostram que, 5️⃣ apesar desses primatas antigos terem sido sem cauda, eles eram moradores de árvores que andavam cassino da sorte quatro membros com postura 5️⃣ corporal horizontal, como macacos, disse Shapiro.

"Assim, a cauda foi perdida primeiro, e então a locomoção associada à descida andando cassino da sorte 5️⃣ duas pernas evoluiu posteriormente", Shapiro disse. "Mas isso não nos ajuda a entender por que a cauda foi perdida no 5️⃣ primeiro lugar."

A ideia de que a caminhada ereta e a perda da cauda estavam funcionalmente ligadas, com músculos da cauda 5️⃣ sendo reutilizados como músculos do plano pélvico, "é uma ideia antiga que não é consistente com o registro fóssil", ela 5️⃣ adicionou.

"A evolução trabalha com o que já está lá, de modo que não digo que a perda da cauda nos 5️⃣ ajudam a entender a evolução da bipedia humana de alguma forma direta. Ele nos ajuda a entender nossa ascendência de 5️⃣ macaco, no entanto", ela disse.

Para humanos modernos, as caudas são uma lembrança genética distante. Mas a história da nossas caudas 5️⃣ ainda não termina, e há muito por explorar sobre a perda da cauda, disse Xia.

Pesquisas adicionais poderiam investigar outros efeitos 5️⃣ da elemento Alu no TBXT, como impactos no desenvolvimento embrionário humano e no comportamento, ele sugeriu. Embora a ausência de 5️⃣ uma cauda seja o resultado visível da inserção de Alu, é possível que a presença da gene também tenha desencadeado 5️⃣ mudanças de desenvolvimento - assim como mudanças na locomoção e comportamentos relacionados - para acomodar a perda da cauda.

Mais genes 5️⃣ provavelmente desempenharam um papel no todo, também. Enquanto a função de Alu "parece ser muito importante", outros fatores genéticos provavelmente 5️⃣ contribuíram para a perda permanente da cauda de nossos ancestrais primatas, disse Xia.

"É razoável pensar que, durante esse tempo, havia 5️⃣ muitas outras mutações relacionadas à estabilização da perda da cauda", disse Yanai. E devido à natureza complexa da mudança evolutiva, 5️⃣ nossas caudas estão aqui para ficar, adicionou ele. "Ainda que a mutação identificada neste estudo possa ser desfeita, ainda assim 5️⃣ não traria de volta a cauda."

As novas descobertas também podem esclarecer um tipo de defeito do tubo neural cassino da sorte embriões 5️⃣ conhecido como espina bífida. Nos experimentos, os pesquisadores descobriram que, quando os camundongos foram geneticamente projetados para perda de cauda, 5️⃣ algumas desenvolveram deformações do tubo neural que se assemelhavam à espina bífida cassino da sorte humanos.

"Talvez o motivo pelo qual temos essa 5️⃣ condição cassino da sorte humanos seja devido a este compromisso que nossos ancestrais fizeram há 25 milhões de anos para perderem suas 5️⃣ caudas", disse Yanai. "Agora que fizemos essa conexão com este elemento genético específico e este gene particularmente importante, isso poderia 5️⃣ abrir portas para o estudo de defeitos neurológicos."