Monday February 25, 2013
Anonymous: Como se deu a evolução do cérebro? Sua complexidade não seria um problema para a Teoria da Evolução?
A evolução do cérebro remonta aos primeiros animais (metazoários) iniciando-se com a evolução dos sistemas nervoso, quando certos tipos celulares cooptando os mecanismos moleculares e eletroquímicos associados ao potencial de ação, que são a base da a atividade neural e da velocidade de comunicação entre neurônios, que já haviam evoluído em eucariontes unicelulares e coloniais. Estes sistemas, diferentemente do que ocorre em células neurais dos animais, dependem do cálcio ao invés do sódio, mas devem ter sido adaptados para a sinalização elétrica neural durante a evolução dos animais multicelulares para a motilidade e sensibilidade.
Entre os animais, entretanto, temos as esponjas como exemplo de um grupo, cujos representantes, não possuem quaisquer tipo de neurônios, isto é, células especializadas eletricamente excitáveis ligadas umas às outras por fendas sinápticas, e que, portanto, não exibem sistema nervoso. Contudo, o mais interessante é este grupo de animais têm muitos genes altamente similares a genes que em outros animais desempenham papéis cruciais na formação de sinapses, sendo considerados portanto homólogos, ou seja, tendo uma origem comum. De fato, estudos bem recentes têm mostrado que as células dos poríferos expressar um conjunto de proteínas que se aglomeram para formar uma estrutura semelhante a uma densidade pós-sináptica que a estrutura associada ao neurônio que recebe o sinal de outro neurônio. Embora, a função desta estrutura e dessas proteínas ainda não seja muito clara e apesar das células destes animais não mostram a transmissão sináptica, elas comunicam entre si através por meio de ondas de cálcio e de outros impulsos, que medeiam algumas ações bem simples, como, por exemplo, a contração do corpo inteiro do animal.
Hoje, os cnidários, com suas redes nervosas difusas, representariam o padrão de organização mais ancestral remanescente de períodos posteriores ao real início da evolução dos sistemas nervosos nos animais. Com este tipo de organização tendo sido provavelmente seguida pela evolução, em algumas linhagens com simetria bilateral, de cordões nervosos ventrais (como é o caso dos invertebrados) e dorsais, rodeados por uma notocorda (como foi o caso da linhagem dos cordatos) a partir de um ancestral comum teorizado conhecido como urbilatéria. A evolução da simetria bilateral que também estava associada a este processo acabou levando a evolução da centralização e a cefalização, processos em que vários órgãos sensoriais e grande concentração de células nervosas internas ocorre na extremidade anterior do animal. E é a partir daí que podemos começar a falar de gânglios centrais e, em alguns casos (como na linhagem dos vertebrados e em algumas linhagens de invertebrados, como a dos moluscos cefalópodes) em cérebros propriamente ditos.
Então, respondendo a sua última pergunta:
A complexidade dos cérebros dos vertebrados - especialmente dos mamíferos e aves e, ainda mais especialmente, de certos grupos de mamíferos, como cetáceos e primatas (principalmente de nós, seres humanos) - não é, portanto, nenhum empecilho para a teoria da evolução. Nós compartilhamos boa parte da organização molecular e celular básica com os sistemas nervosos dos demais animais e nosso cérebro dá todas as mostras de ser uma versão modificada do cérebro de outros grandes primatas, algo que fica ainda mais claro quando incluímos nesta comparação as informações sobre as endocastas (os moldes internos dos fósseis de crânios) dos nossos parentes mais próximos, já extintos (como os demais membros de nosso gênero Homo e da subtribo hominina), o que nos permite perceber a continuidade morfológica desta estrutura entre os diversos outros membros de nossa subtribo. Isso é exatamente o que se espera do processo de descendência com modificação e de diversificação e adaptação das linhagens às condições socioecológicas e demográficas locais, isto é, evolução biológica.
Para saber mais, veja o verbete da wikipedia em inglês sobre a “Evolução dos sistemas nervosos” de onde muito desta resposta foi retirada, além dos artigos do evolucionismo.org sobre este tema: “A origem das sinapses em animais descerebrados” e “Surpresas sobre as origens do músculo estriado no reino animal”.
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Literatura Recomendada:
Rodolfo Llinas (2008) Neuron. Scholarpedia, 3(8):1490. doi:10.4249/scholarpedia.1490
Sakarya O, Armstrong KA, Adamska M, et al. (2007). Vosshall, Leslie. ed. “A post-synaptic scaffold at the origin of the animal kingdom”. PLoS ONE 2 (6): e506. doi:10.1371/journal.pone.0000506. PMC 1876816. PMID 17551586.
Jacobs DK1, Nakanishi N, Yuan D, et al. (2007). “Evolution of sensory structures in basal metazoa”. Integr Comp Biol 47 (5): 712–723. doi:10.1093/icb/icm094. PMID 21669752.
Gold, David The Diversity and Evolution of Invertebrate Nervous Systems Intelligence in Astrobiology
Grande abraço,
Rodrigo