FOTO DE TODD GIPSTEIN, NAT GEO IMAGE COLLECTION
Dos quase 60 milhões de gatos de estimação norte-americanos, um dos mais comuns é o clássico malhado — um padrão de pelagem caracterizado pela presença de listras, pontos, espirais e, na testa do animal, algo que se assemelha à letra M.
Por mais populares que os gatos malhados sejam (lembre-se do Garfield), cientistas ainda têm pouco conhecimento sobre a origem desta aparência distinta.
Em um estudo publicado recentemente na revista científica Nature Communications, cientistas relatam que os genes que formam o padrão malhado são ativados nas células da pele do embrião antes do desenvolvimento da pelagem do gato. As primeiras células da pele até imitam as listras malhadas sob o microscópio, uma descoberta nunca observada antes em células embrionárias.
Os autores levantaram a teoria de que este processo genético único pode ser o mesmo mecanismo que forma listras e manchas em felinos selvagens. A palavra “malhado” (tabby, em inglês) deriva de “al-‘Attābiyya”, um bairro localizado em Bagdá que, no século 16, produzia um tipo de tecido fino e listrado de tafetá de seda. Mas é provável que as listras tenham se originado no antepassado direto do gato doméstico, o gato-selvagem-africano.
“Há a satisfação em entender algo a mais sobre o mundo”, comenta Greg Barsh, líder do estudo e pesquisador do Instituto de Biotecnologia Hudson Alpha, instituição de pesquisa com sede em Huntsville, no estado do Alabama. Mas ele diz que a descoberta também é incrível por outro motivo: “a biologia utiliza os mesmos conjuntos de ferramentas diversas vezes, então é muito raro encontrar algo que não se aplica de forma mais ampla em outras situações. É provável que este seja o caso nessa situação.”
A genética por trás das cores e padrões dos pelos dos gatos domésticos tem intrigado os cientistas há bastante tempo. Charles Darwin, por exemplo, propôs que a maioria dos gatos surdos eram brancos e possuíam olhos azuis. Ele explicou que, durante seu desenvolvimento, algumas espécies passaram por mudanças irrelevantes, como a cor dos pelos, porque elas estavam relacionadas a outras mudanças mais úteis.
Ele acrescentou que nem sequer conseguimos notar algumas delas. Ele não tinha o conhecimento da genética moderna, mas estava certo: é uma anormalidade genética hereditária.
Células de gatos de uma estirpe diferente
Como parte de um protocolo de pesquisa eticamente aprovado, Barsh e seus colegas coletaram cerca de mil embriões descartados por clínicas veterinárias que castraram gatas selvagens, muitas das quais estavam prenhes quando chegaram à clínica.
Quando Kelly McGowan, cientista sênior da equipe, examinou em microscópio as células da pele de embriões que tinham entre 25 e 28 dias de idade, notou que áreas mais espessas da pele eram intercaladas com áreas mais finas, criando um padrão de cor temporário que se assemelhava à coloração malhada de um gato adulto.
Ela ficou especialmente surpresa ao identificar esse padrão já no início do desenvolvimento de um embrião, muito antes da presença de folículos pilosos e pigmentos, componentes importantes da coloração da pelagem de animais.
Para aprofundar a análise, a equipe utilizou células individuais da pele dos embriões e encontrou dois tipos diferentes, em que cada uma expressava conjuntos separados de genes. Entre eles, o gene que mais diferia foi o chamado Dickkopf 4, ou DKK4.
Ao observar como as células expressavam o DKK4 em embriões com cerca de 20 dias de idade, descobriram que as células envolvidas foram as que formaram o padrão de pele espessa alguns dias depois.
Barsh explica que o DKK4 também é uma proteína mensageira, chamada de “molécula secretada”, que passa uma mensagem para as células que o cercam: “você é especial. É a área onde o pelo escuro precisa crescer”.
FOTO DE AL PETTEWAY AND AMY WHITE, NAT GEO IMAGE COLLECTION
Quando tudo sai conforme planejado, células que contêm o DKK4 por fim se tornam as marcas escuras que caracterizam o pelo dos gatos malhados. Porém, muitas vezes, ocorrem mutações, resultando em outras cores e padrões de pelagem, tais como manchas brancas ou listras mais finas. Também podem ocorrer alterações na pigmentação: uma pelagem totalmente preta, por exemplo, ocorre quando as células responsáveis pela pigmentação, que deveriam ter produzido outras cores, só produzem pigmento escuro.
O desenvolvimento de padrões espontâneos
Para descobrir como essas células de fato criam padrões de listras no corpo de um gato, a equipe recorreu a Alan Turing, cientista da computação e fundador da biologia matemática. Em 1952, Turing descreveu uma maneira de explicar matematicamente o surgimento espontâneo de padrões na natureza.
Conhecido como modelo de reação-difusão, a teoria previa que sistemas eram capazes de se auto-organizar durante seu desenvolvimento na presença de moléculas (ou aquelas produzidas por genes, no caso dos gatos) — ativadoras e inibidoras — que se movem entre uma célula e outra, ou se difundirem, em ritmos diferentes. Se um inibidor se difundiu mais rápido ou foi mais longe que um ativador, então, matematicamente, o sistema se organizaria sozinho. No caso dos gatos malhados, o inibidor é o gene DKK4, mas não se sabe qual é o ativador.
Turing não sabia qual era o ativador ou o inibidor. Ele nem sabia se eles existiam. Mas, 70 anos depois, a descoberta da pelagem malhada foi considerada, entre várias outras, uma prova de que Turing estava certo.
“Temos a tendência de imaginar células movendo-se durante o desenvolvimento de um embrião, mas pensar nelas com esse tipo de forma tridimensional em um estágio tão inicial, quando elas formam listras espessas… é um grande avanço”, afirma Elaine Ostrander, pesquisadora da genética de cães domésticos no Instituto Nacional de Pesquisa do Genoma Humano, órgão do Instituto Nacional de Saúde, em Bethesda, no estado de Maryland.
Ostrander, que não participou do estudo, acrescenta que a análise de células individuais “permitiu-lhes analisar separadamente diferentes processos, todos eles importantes para entender os padrões que estão nos livros de histórias dos nossos filhos”.
Agora, a equipe de Barsh considera o desenvolvimento do padrão de cores dos gatos como um processo que ocorre em duas etapas. Primeiro, as células da pele determinam se o padrão malhado será escuro ou claro. Depois, os folículos pilosos crescem e produzem pigmentos.
Ao observar como esses processos ocorrem em outros animais — por que alguns animais possuem listras e outros não — a equipe espera desvendar como os padrões de cor evoluíram ao longo do tempo. Barsh acredita que eles podem se deparar com descobertas que aparentam não ter relação com padrões de pelagem — como as diferenças invisíveis que Darwin imaginou.
Fonte: National Geographic Brasil
