Se o título do artigo te surpreende, você sabe que as aves modernas são descendentes de répteis primitivos (grosso modo). Sabe-se que a genética desses animais foi modificada ao longo de milhares de anos para que as escamas se transformassem progressivamente em penas. Os jacarés, aliás, têm a particularidade de possuir esses mecanismos de desenvolvimento da plumagem. Como, então, eles estão cobertos de escamas?
A evolução é um daqueles campos de estudo tão avançados quanto enigmáticos, que se desenvolve com a ampliação do conhecimento sobre a genética, mas que, por sua vez, traz à tona mais perguntas do que respostas. Vamos ver esta questão em detalhes.
Como as escamas viraram penas?
A primeira questão que deve ser resumida é como, ao longo dos milênios, as escamas de certos répteis acabaram virando penas. A biologia evolutiva do desenvolvimento descobriu, já no século 20, que existem mecanismos bioquímicos que são ativados por sinais genéticos que transformam penas em escamas e vice-versa. Graças a eles, os pássaros têm penas no corpo e escamas nos pés.
Um artigo de 2018 revelou que, além das moléculas conhecidas por induzir penas de escamas (ácido retinóico, β-catenina), existiam outros conversores de penas em escamas. Eles chamaram este último de Sox2, Zic1, Grem1, Spry2 e Sox18 e induzem um ou mais dos módulos reguladores que guiam esses eventos morfogenéticos.
Esses cinco módulos levam ao brotamento e alongamento das escamas, ramificando-as e transformando-as em penas.Cada um deles é responsável por um processo diferente e atua em diferentes momentos da formação. Dessa forma, o resultado é uma pena e não escamas afiadas, pele tipo pena ou espinhos.
Forçando o desenvolvimento de penas em um jacaré
Os mecanismos genéticos que possibilitam a ação de agentes químicos conversores de penas são anteriores ao surgimento das próprias estruturas das penas. Isso é verificado em jacarés e crocodilos, fósseis vivos, que possuem esses mecanismos de conversão, embora nunca apresentem penas. Por que, então, eles não estão cobertos por eles?
Muitos fósseis de dinossauros mostram protopenas, estruturas de transição entre as escamas e penas que conhecemos hoje.
Os cientistas que escreveram o artigo mencionado acima decidiram modificar as escamas de embriões de jacaré para transformá-los em penas, e conseguiram. Vamos ver como eles fizeram.
O procedimento para fazer um jacaré ter penas
Supondo que escamas podem ser transformadas em penas pelos sinais moleculares corretos, os cientistas ativaram e desativaram os canais moleculares apropriados durante o desenvolvimento embrionário. Ao inserir genes relacionados a penas de galinhas em ovos de jacaré, eles ativaram mecanismos muito antigos (evolutivamente falando) que permitiram essa conversão.
Os 5 critérios mencionados no estudo (Sox2, Zic1, Grem1, Spry2 e Sox18) tiveram que ser ativados em diferentes momentos do desenvolvimento embrionário no que diz respeito à pele. Ao forçar a expressão dos outros dois, já conhecidos (ácido retinóico e β-catenina), conseguiram fazer com que os jacarés desenvolvessem escamas alongadas, precursoras das penas.
Flocos e Penas
Como o estudo mostrou, escamas de jacaré não se transformam em penas quando um interruptor é acionado, mas ambas as estruturas são extremos do mesmo espectro. Dentro desta linha estão protopenas, picnofibras, penas queratinizadas e muito mais.
Para a formação das penas típicas das aves voadoras, a derme e a epiderme devem “comunicar-se” entre si. Isso porque os sinais químicos vêm da derme e a epiderme deve recebê-los. Este complexo processo é mediado pelos 5 fatores moleculares mencionados no artigo.
Como você pode ver, é um processo altamente complexo, pois requer a sincronização de sinais genéticos, momentos específicos do desenvolvimento embrionário e a presença de mecanismos reguladores. Se tudo funcionasse como deveria, os jacarés poderiam ter penas, só que o processo de formação das penas não acontece naturalmente assim.
Avanços na genética e no estudo da evolução
Fazer com que um embrião de jacaré desenvolva escamas precursoras de penas não é, por si só, o objetivo de povoar o mundo dos répteis alados. No estudo da essência dos seres vivos, essa aparente conquista é uma pequena descoberta na maré de conhecimento necessária para entender de onde viemos.
Penas são estruturas que catapultaram a conquista do céu por meio de mecanismos de termorregulação e cortejo. Ainda há muito a ser descoberto, mas cada passo nos aproxima de desvendar os enigmas de como o mundo se tornou o que vemos diante de nossos olhos.