Mutações genéticas não são adaptativas – Previsão baseada em causas evolutivas (As primeiras previsões da evolução)


By Cornelius Hunter – Darwins Predictions

 

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No século XX, a teoria da evolução previa que as mutações não seriam adaptáveis ou dirigidas. Em outras palavras, acreditava-se que mutações seriam aleatórias no que diz respeito às necessidades do indivíduo. Como colocou Julian Huxley , “mutação apenas fornece a matéria-prima da evolução; é um arranjo aleatório, e ocorre em todas as direções. … Em todos os casos elas são aleatórias em relação à evolução. Os seus efeitos não estão relacionados com as necessidades dos organismos “(Huxley, 36) Ou, como explicou Jacques Monod:

Acaso está na origem de toda inovação, de toda a criação na biosfera. Puro acaso, absolutamente autônomo, mas cego, na própria raiz do edifício estupendo da evolução: este conceito central da biologia moderna não é mais uma entre outras hipóteses possíveis ou mesmo concebível. Hoje é a única hipótese concebível, a única que se enquadra como fato observado e testado. E nada justifica a suposição – ou a esperança – de que, neste ponto, a nossa posição está sempre susceptível a ser revista. ( Monod, 112)

Ronald Fisher escreveu que as mutações são “aleatórias no que diz respeito à necessidade do organismo” (Orr). Essa previsão fundamental persistiu por décadas, como explica um documento (paper) recente: “É assumido que mutação cria variação hereditária e ela é aleatória e sem direção.” (Chen, Lowenfeld e Cullis)

Mas agora é sabido que essa suposição é falsa. O primeiro problema é que a taxa de mutação é adaptável. Por exemplo, quando uma população de bactérias é submetida a condições adversas, ela tende a aumentar a sua taxa de mutação. É como se um sinal fosse enviado, dizendo: “É tempo de se adaptar.” Além disso, uma pequena fração da população aumenta ainda mais sua taxa de mutação. Estes hypermutators (“supermutantes”) asseguraram que uma variedade ainda maior de mudanças adaptativas seja explorada. (Foster) E experiências também descobriram que os segmentos duplicados de DNA podem estar sujeitos a taxa de mutação mais elevada. Uma vez que o segmento é uma duplicata, e é menos importante para se preservar; e, como um campo de teste; parece ser usado para experimentar novos projetos. (Wright)

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O segundo problema é que os organismos utilizam estratégias para dirigir as mutações de acordo com a ameaça. Mutações adaptativas têm sido extensivamente estudadas em bactérias. Experiências tipicamente alteram a oferta de alimentos das bactérias ou aplicam algum estresse ambiental causando mutações que têm como alvo um estresse ambiental específico (Burkala, et ai .; Moxon, et al.,.; Wright) mutações adaptativas também têm sido observadas em leveduras (Fidalgo, et. al .; David, et. al.) e plantas de linho. (Johnson, Moss e Cullis)

Um experimento encontrou mutações repetíveis no setor do linho em resposta a níveis de adubação. (Chen, Schneeberger e Cullis) Outro experimento expôs o linho a quatro diferentes condições de crescimento e descobriu que o estresse ambiental pode induzir mutações que resultam em “respostas consideráveis, rápidas e adaptações evolutivas.” (Chen, Lowenfeld e Cullis)

Em resposta a esta falha da previsão, alguns evolucionistas agora estão dizendo que a evolução, de alguma forma, criou os mecanismos que causam mutações adaptativas.

(Texto adaptado)

Referências:

 

Burkala, E., et. al. 2007. “Secondary structures as predictors of mutation potential in the lacZ gene of Escherichia coli.” Microbiology 153:2180-2189.

Chen, Y., R. Lowenfeld, C. Cullis. 2009. “An environmentally induced adaptive (?) insertion event in flax.”International Journal of Genetics and Molecular Biology 1:38-47.

Chen, Y., R. Schneeberger, C. Cullis. 2005. “A site-specific insertion sequence in flax genotrophs induced by environment.” New Phytologist 167:171-180.

David, L., et. al. 2010. “Inherited adaptation of genome-rewired cells in response to a challenging environment.”HFSP Journal 4:131–141.

Fidalgo, M., et. al. 2006. “Adaptive evolution by mutations in the FLO11 gene.” Proceedings of the National Academy of Sciences 103:11228-11233.

Foster, P. 2005. “Stress responses and genetic variation in bacteria.” Mutation Research / Fundamental and Molecular Mechanisms of Mutagenesis 569:3-11.

Huxley, Julian. 1953. Evolution in Action. New York: Signet Science Library Book.

Johnson, C., T. Moss, C. Cullis. 2011. “Environmentally induced heritable changes in flax.” J Visualized Experiments47:2332.

Monod, Jacques. 1971. Chance & Necessity. New York: Vintage Books.

Moxon, E., et. al. 1994. “Adaptive evolution of highly mutable loci in pathogenic bacteria.” Current Biology 4:24-33.

Orr, H. 2005. “The genetic theory of adaptation: a brief history.” Nature Review Genetics 6:119-127.
Wright, B. 2000. “A biochemical mechanism for nonrandom mutations and evolution.” J Bacteriology 182:2993-3001.

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