Um estudo realizado por investigadores da Austrália, Alemanha e Vietname integrou processos evolutivos rápidos e lentos. Como as variações hereditárias podem explicar o aparecimento de espécies nativas da América Um modelo matemático aplicado a lagartos permite mostrar como pequenas e rápidas alterações nos seus genes se combinam com as transformações que ocorrem ao longo de milhões de anos.
Pode interessar-lhe:“Dragão da Espada de Dorset”: como a descoberta de uma espécie de 190 milhões de anos pode mudar a história evolutiva marinha Uma equipa de investigadores da Austrália, Vietname e Alemanha desenvolveu e publicou o estudo na revista Evolution Letters. Trata-se do primeiro modelo matemático que integra a seleção natural a curto prazo com os processos evolutivos que ocorrem ao longo do tempo nos lagartos abaniquillos ou anolis.
São um género de lagartos escamosos nativos da América. Inclui mais de 430 espécies. Algumas delas podem mudar de cor, o que lhes dá o nome comum de «camaleões americanos». O trabalho realizado pelos cientistas permite rastrear como as características genéticas se modificam e se relacionam tanto dentro de uma espécie como entre espécies diferentes.
Os resultados abrem novos caminhos para a teoria evolutiva. Representam um passo importante no debate sobre se a microevolução pode explicar a macroevolução na biologia evolutiva. “Agora podemos resolver o debate com um modelo que incorpora ambos os processos, enquanto rastreamos como as características dentro de uma espécie mudam juntas ao longo do tempo”, afirmou Simone Blomberg, autora principal. Eles trabalharam com dados genéticos de lagartos Anolis da América Central.
Origem de uma questão evolutiva histórica
Durante muitos anos, os cientistas debateram se pequenas mudanças genéticas em poucas gerações podem explicar como se formam novas espécies. Para analisar isso, eles usam a G-matrix, uma tabela que mostra como diferentes características são herdadas nas famílias dos animais. No entanto, faltavam modelos para explicar como essas tabelas mudam ao longo de muitas gerações e espécies. O principal objetivo do estudo foi criar um modelo que permitisse compreender a evolução da matriz G na árvore genealógica de diferentes animais.
Aplicação do modelo matemático
A equipa utilizou ferramentas matemáticas avançadas, adaptando ideias da física e da economia para que as tabelas genéticas cumprissem as regras necessárias. Eles testaram o modelo com dados de sete espécies de lagartos Anolis. Mediam características como o comprimento das patas e o tamanho da cabeça. “Existem 7 espécies desses pequenos e coloridos lagartos Anolis com dados sobre a variação em 8 características, incluindo o comprimento dos ossos das patas, o tamanho da mandíbula e a largura da cabeça”, disse a Dra. Blomberg.
Também foram modificadas fórmulas económicas para analisar os dados biológicos dos lagartos. O modelo permitiu simular como as características e as relações entre elas mudam ao longo da sua evolução. De todos os modelos testados, o chamado «isospectral» foi o que melhor descreveu as mudanças genéticas dos lagartos estudados.
Este modelo mostra que a direção das mudanças pode variar, mas a quantidade total de variação genética permanece constante ao longo do tempo. A equipa também analisou outros modelos, como o de Ornstein-Uhlenbeck e o de movimento browniano, que são usados para estudar mudanças médias ou aleatórias. No entanto, os dados coincidiram melhor com o modelo isoespectral em relação aos lagartos Anolis.
A investigação abre novos caminhos para compreender a relação entre microevolução e macroevolução na biologia evolutiva Uma limitação do estudo foi que apenas foram utilizados dados de sete espécies, o que pode afetar a precisão dos resultados. Por isso, os investigadores sugerem aplicar o modelo a mais espécies e grupos animais para confirmar as suas descobertas. O trabalho propõe um quadro único para estudar a evolução e as relações genéticas ao longo do tempo nos animais.
O modelo levanta novas questões sobre a flexibilidade e as restrições evolutivas e pode ajudar a compreender como os animais se adaptam ou mudam diante de novos desafios. A Dra. Blomberg destacou que espera que o modelo seja aplicado a mais espécies para ampliar o conhecimento sobre a evolução biológica. Este avanço oferece uma ferramenta poderosa para explorar como grandes mudanças evolutivas ocorrem a partir de pequenas modificações genéticas.
