Evolução dos Invertebrados

História da Evolução dos Invertebrados

Para compreender a evolução dos animais desde o passado até os dias de hoje são necessários que existam alguns vestígios do passado, sendo estes por meio de evidências morfológicas (fósseis) ou evidências moleculares (biologia molecular).

Os fósseis preservam vestígios que datam de antes da última era Glacial. As partes rígidas dos animais podem ser preservadas sofrendo poucas mudanças na aparência, entre os invertebrados, estas incluem as conchas dos moluscos e braquiópodes, os esqueletos e as espículas dos equinodermos, mandíbulas etc. O exoesqueleto dos artrópodes pode estar fossilizado por inteiro ou preservado como finos filmes de carbono em rochas. As partes moles fossilizadas normalmente foram transformadas em pedra pela substituição do material orgânico por minerais que se encontram dissolvidos em águas subterrâneas.

Os fósseis podem ser chamados de fósseis vivos (animais que não existiam mais, e que em algum período foi descoberta a espécie viva), já os fósseis são rastros, linhas, covas (impressões deixadas nas rochas por alguns animais, como por exemplo, a água viva). O registro fóssil pode nos trazer informações acerca da estrutura e do estilo de vida dos animais do passado e da sequência na qual eles surgiram: os fatos sobre a dimensão do tempo podem permitir a construção de árvores evolutivas.

Mesmo em um grupo com muitos fósseis, como os artrópodes, alguns animais eram bastante comuns antigamente, como as trilobitas. Em relação aos crustáceos, as cracas da praia representam um formidável exemplo.

Desde os primeiros fósseis até as formas modernas, existe uma tendência de redução no número das placas laterais ao redor do corpo. Portanto, por meio das descobertas dos fósseis, estes devem ser incluídos na reconstrução filogenética e podem influenciar a classificação dos grupos atuais.

Muito já foi revelado sobre as relações evolutivas, a partir de estudos de genes altamente conservados, principalmente aqueles que codificam o RNA e os genes Hox que padronizam o desenvolvimento ao longo de um eixo. As pesquisas sobre estes e outros genes são muito intensas, de forma que qualquer publicação dos resultados tornar-se-á rapidamente desatualizada.

Foi visto que os animais estão mais estreitamente relacionados com os fungos do que ambos com as plantas. Todos os animais multicelulares que conhecemos hoje têm um ancestral comum. As esponjas, por exemplo, foram consideradas de acordo com a morfologia tradicional, animais multicelulares mais simples e representam a primeira ramificação da árvore construída a partir de dados obtidos com genes ribossômicos. Já os ctenóforos e os cnidários se ramificam após as esponjas.

Os animais considerados triploblastos desencadearam a explosão Cambriana. A determinação do tempo desses eventos é muito controversa, com as evidências moleculares sugerindo origens consideravelmente mais precoces que as evidências fósseis podem confirmar.

Por meio de estudos moleculares as evidências dos genes 18SrDNA, realmente classificam os platelmintos como celomados protostômios em vez de colocá-los na base dos triploblastos; mais recentemente, as evidências dos genes Hox confirmaram esta classificação, que também se aplica aos nemertinos. Existem evidências moleculares de que os moluscos e anelídeos apresentavam semelhanças embrionárias larvais e surgiu a possibilidade de juntar os dois filos em somente um. Mas isto ainda não foi possível.

Os nematódeos nos dias de hoje, são colocados perto dos artrópodes, reavivando um agrupamento antigo de animais com cutículas rígidas que sofrem mudas e usam a ecdisona no processo (no nematódeo Caenorhabditis elegans e no artrópode Drosophila melanogaster).

Os protostômios estão divididos em dois grupos: os "Lofotrocozoários" e os "Ecdisozoários". Os Lofotrocozoários incluem os anelídeos, moluscos e protostômios com lofóforos (forônidas, briozoários e braquiópodes), enquanto os Ecdisozoários abrangem todos os artrópodes, onicóforos, tardígrados e nematódeos. Os platelmintos e os nemertinos são próximos dos Lofotrocozoários: as opiniões variam se eles devem ser inclusos entre estes.

Pelo meio de evidências moleculares os únicos filos remanescentes dos deuterostômios são Equinodermos, Cordados e Hemicordados (se constituírem um filo separado). As relações entre eles, e especificamente a natureza dos hemicordados, continuam sendo tão controversas como sempre foram.

Dois exemplos são considerados com maior profundidade: os equinodermos, porque o registro fóssil é particularmente satisfatório para muitas classes, e os artrópodes, porque os genes Hox de muitos exemplos estão se tornando particularmente bem conhecidos. Em ambos os casos, as evidências moleculares podem ser detalhadamente comparadas com as morfológicas, tanto a partir dos fosseis quanto dos animais vivos.

O estudo morfológico dos grupos vivos pode fornecer argumentos que apontam para uma única origem dos artrópodes (monofilia) ou origens separadas para os crustáceos, quelicerados, insetos e outros (polifilia), mas as evidências fósseis e moleculares apontam para a monofilia. Por exemplo, acreditava-se que os apêndices birremes dos crustáceos os separavam dos artrópodes, que possuem apêndices não ramificados; antigamente, ambos eram unidos como unirremes (incluindo os onicóforos, miriápodes e insetos).

A divisão do corpo no prossoma e no opistossoma se desenvolve de forma semelhante em todos os quelicerados vivos estudados e é uma característica exclusiva do filo. A ausência total de antenas não se deve à ausência do primeiro segmento que contém os apêndices: a expressão dos genes Hox nas aranhas e nos carrapatos mostra que, pelo contrário, o prossoma como um todo corresponde à cabeça de insetos e crustáceos, com as quelíceras no primeiro segmento que contêm os apêndices e os pedipalpos no segundo. Quatro pares de patas para a locomoção vêm em seguida: os apêndices usados como mandíbulas por muitos insetos e crustáceos são utilizados como patas pelos quelicerados.

Os centípedes apresentam o mesmo conjunto de genes Hox dos insetos, na realidade, apresentado por todos os grupos de artrópodes: o fato destes genes não terem sido utilizados para produzir segmentos especializados não permite relacioná-los em particular com os insetos. Na realidade, com base em outras evidências, os centípedes parecem mais próximos dos quelicerados que dos insetos e crustáceos.

A compreensão dos mecanismos moleculares não nos permite identificar locais e processos possíveis da mudança evolutiva. As filogenias baseadas nas mudanças (em taxas que podem variar) em um único gene podem ser incertas, mas fontes adicionais de informações estão sendo encontradas cada vez mais rápido; por exemplo, estudos do genoma inteiro da mitocôndria. Nos dois exemplos escolhidos acima, o estudo dos equinodermos está nos mostrando como pode ser proveitoso combinar as informações provenientes dos fósseis e das moléculas, e o estudo dos genes reguladores nos artrópodes revela novos usos para as informações moleculares.