Heterocronias: peramorfose e pedomorfose (com exemplos)

Os heterochronies são um conjunto de alterações morfológicas – cruciais na macroevolução – mudanças que ocorrem ou acordos sobre a velocidade e tempo de desenvolvimento. Eles são classificados em duas grandes famílias: pedomorfose e peramorfose.

A primeira, pedomorfose, refere-se à retenção do aspecto jovem pelo adulto, se os compararmos com as espécies ancestrais. Em contraste, na peramorfose (também conhecida como recapitulação), os adultos apresentam características exageradas nas espécies descendentes.

Heterocronias: peramorfose e pedomorfose (com exemplos) 1

Fonte: I, Drow, sexo masculino [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) ou CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]

Cada uma dessas famílias de heterocrônias possui três mecanismos que explicam a existência dos padrões mencionados acima. Para pedomorfose são progênese, neotenia e pós-deslocamento, enquanto os mecanismos da peramorfose são hipermorfose, aceleração e pré-deslocamento.

Atualmente, entender a relação entre padrões de desenvolvimento e evolução é um dos objetivos mais ambiciosos dos biólogos e, portanto, nasce a disciplina “evo-devo”. Heterocronias são um conceito-chave nesse ramo.

O que são heterocronias?

Tradicionalmente, geralmente existem dois níveis de mudanças na biologia evolutiva, microevolução e macroevolução. O primeiro é amplamente estudado e busca entender as mudanças que ocorrem nas frequências alélicas nos membros de uma população.

Por outro lado, de acordo com a taxa de câmbio, macroevolução, implica o acúmulo de mudanças no nível microevolutivo que levam à diversificação. O famoso paleontólogo e biólogo evolucionista SJ Gould aponta duas maneiras principais pelas quais mudanças macroevolutivas podem ocorrer: inovação e heterocronias.

Heterocronias são todo o conjunto de variações que ocorrem durante o desenvolvimento ontogenético de um indivíduo, em termos do tempo de aparência de um personagem ou da taxa de formação do mesmo. A referida mudança ontogenética tem consequências filogenéticas.

À luz da biologia evolucionária, as heterocrônias servem para explicar uma ampla gama de fenômenos e funcionam como um conceito que unifica um modelo para explicar a diversidade com fenômenos relacionados ao desenvolvimento.

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Hoje, o conceito ganhou muita popularidade e os pesquisadores o aplicam em diferentes níveis – não mais compreendem exclusivamente a morfologia – incluindo os níveis celular e molecular.

Em que nível ocorrem as heterocrônias?

A comparação estabelecida nas heterocronias é feita de acordo com os descendentes em comparação com seus ancestrais. Em outras palavras, os descendentes de um grupo são comparados com o grupo externo. Esse fenômeno pode ocorrer em diferentes níveis – chamada população ou espécie.

Por exemplo, sabemos que em nossas populações nem todos os fenômenos do desenvolvimento ocorrem ao mesmo tempo em todos os indivíduos: a idade de mover os dentes não é homogênea na população, nem a idade da primeira menstruação nas meninas. .

Um fator-chave é o prazo usado no estudo. Recomenda-se que seja um estudo temporariamente limitado de um grupo intimamente relacionado.

Por outro lado, comparações em níveis mais altos (filos, por exemplo), usando uma amostra aproximada de períodos, enfatizarão e revelarão padrões pontuados de diferenças que não podem ser usadas para inferir processos.

Como eles estudam?

A maneira mais simples e rápida de apontar os possíveis eventos evolutivos que podem ser explicados pelas heterocronias é observando e analisando o registro fóssil. A idéia neste procedimento é reconhecer as alterações que ocorreram em termos de tamanho e idade.

Do ponto de vista dos paleontologistas, as heterocronias são processos-chave para entender a evolução de um determinado grupo e para poder traçar as relações filogenéticas entre eles.

Processos ontogênicos que afetam a velocidade do crescimento

Pedormofose

A pedomorfose ocorre quando as formas adultas exibem características ou características típicas de jovens.

Existem três eventos que podem levar à pedomorfose. A primeira é a progênese, onde o tempo de formação das características é reduzido, geralmente causado pelo avanço na maturidade sexual.

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A neoteonia, por outro lado, reduz a taxa de mudança no desenvolvimento ontogenético. Portanto, os traços da juventude são mantidos no adulto. Finalmente, o pós-deslocamento envolve o desenvolvimento de uma característica que começa com atraso.

Peramorfose

A peramorfose é um exagero ou uma extensão de uma certa morfologia do indivíduo adulto, quando comparado ao seu ancestral.

Como na pedomorfose, a peramorfose pode ser explicada por três eventos. A hipermorfose inclui um atraso na idade da maturação, para que o corpo cresça até a maturidade chegar. Este processo representa uma extensão do processo ontogenético.

A aceleração refere-se ao aumento das taxas de câmbio. Em contraste com o caso anterior, na aceleração a idade de maturidade sexual é a mesma para ancestrais e descendentes. Finalmente, o pré-deslocamento refere-se ao início mais precoce da aparência de uma característica.

Nos vertebrados, a peramorfose parece ser mais um modelo teórico do que um evento que ocorre na realidade. Existem dados escassos e em casos muito específicos do processo.

Exemplos

Heterocronias no desenvolvimento de Drosophila

As heterocronias também podem ser estudadas em nível molecular e existem diferentes metodologias para realizar essas investigações.

Por exemplo, Kim et al. (2000) procuraram entender heterocronias no desenvolvimento inicial de diferentes espécies de Drosophila – conhecidas como mosca da fruta.

Os resultados sugerem que nas três espécies avaliadas ( D. melanogaster, D. simulans e D. pseudoobscura ) há uma mudança temporária da trajetória ontogenética nos estágios iniciais do desenvolvimento. D. simulans mostrou padrões de expressão anteriores, seguidos por D. melanogaster e terminando com D. pseudoobscura.

As escalas temporais em que a expressão dos genes entre as espécies variavam eram inferiores a meia hora. Os autores especulam que existem interações epigenéticas entre a expressão dos genes estudados e a sincronização do ciclo celular que levam a diferenças morfológicas entre as espécies.

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Salamandras

As salamandras são o exemplo clássico de neotenia, especificamente a espécie Ambystoma mexicanum. As formas adultas desta espécie exibem suas características branquiais, típicas dos estágios juvenis.

Humano

Especula-se que a morfologia dos seres humanos seja o produto de um evento de neotenia. Se compararmos as estruturas do nosso crânio, por exemplo, encontraremos mais semelhanças com a forma jovem de nosso ancestral símio do que com as variações adultas.

Referências

  1. Goswami, A., Foley, L., & Weisbecker, V. (2013). Padrões e implicações da heterocronia extensa no fechamento da sutura craniana carnívora.Jornal de biologia evolutiva , 26 (6), 1294-1306.
  2. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC e Garrison, C. (2001). Princípios integrados de zoologia . McGraw – Hill.
  3. Kardong, KV (2006). Vertebrados: anatomia comparada, função, evolução . McGraw-Hill
  4. Kim, J., Kerr, JQ e Min, GS (2000). Heterocronia molecular no desenvolvimento inicial de Drosophila .Anais da Academia Nacional de Ciências , 97 (1), 212-216.
  5. Smith, KK (2003). Flecha do tempo: heterocronia e evolução do desenvolvimento.Revista Internacional de Biologia do Desenvolvimento , 47 (7-8), 613-621.

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