Rastreando a Evolução dos Cefalópodes Coleoides
Esse estudo investiga a evolução do tamanho do cérebro em polvos, lulas e sépias.
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Índice
Coleoidea é um grupo que inclui polvos, lulas e sépias. Esse grupo surgiu há cerca de 300 milhões de anos, durante o período Devoniano. Naquela época, duas ramificações principais se formaram: uma que levou às lulas e sépias e outra que levou aos polvos. A separação entre esses dois grupos aconteceu no meio do período Triássico. Embora os cientistas tenham estabelecido essas divisões principais usando Fósseis e estudos Genéticos, os detalhes sobre as relações dentro desses grupos, como as posições das sépias e lulas-bobtail, ainda não estão muito claros.
Foco da Pesquisa
Um estudo recente quer investigar como os Cérebros dos coleoides mudaram ao longo do tempo. Os pesquisadores se propuseram a criar um banco de dados detalhado que inclui características relacionadas à evolução do cérebro. Normalmente, estudos sobre a evolução do cérebro se baseiam em uma árvore genealógica amplamente aceita das Espécies. Se uma espécie não se encaixa nessa árvore, muitas vezes, fica de fora da análise. Por exemplo, um projeto de pesquisa recente incluiu apenas 38 espécies de 78, porque eram as únicas que se encaixavam na árvore genealógica estabelecida.
Para não perder nenhuma espécie para a qual há dados sobre o cérebro, os pesquisadores queriam construir uma árvore genealógica que incluísse todas as espécies relevantes. Em vez de se basear apenas em genes para criar essa árvore, eles coletaram informações sobre espécies para as quais já tinham medições cerebrais. Essas informações vieram de estudos selecionados com a ajuda de um especialista em genética de cefalópodes. Depois, eles adicionaram detalhes sobre quanto tempo cada ramificação existiu com base em dados genéticos.
Construindo a Árvore Genealógica
O ponto de partida para essa pesquisa foi uma árvore genealógica bem conhecida de cefalópodes. Para adicionar mais espécies, os pesquisadores inseriram dados manualmente ou usaram uma função específica em um software, dependendo de quantas novas espécies foram incluídas de uma só vez. Eles criaram um arquivo que lista todas as espécies e suas posições na árvore.
Para incluir os comprimentos das ramificações, os pesquisadores realizaram uma análise detalhada usando dados moleculares. Eles coletaram informações genéticas de vários genes nucleares e mitocondriais para todas as espécies disponíveis. Nos casos em que faltavam dados genéticos para certas espécies, eles usaram sequências de espécies próximas para preencher as lacunas.
A equipe de pesquisa trabalhou para alinhar as sequências genéticas e limpou os dados para garantir precisão. Depois, organizaram as diferentes seções do conjunto de dados de acordo com os genes serem codificantes ou não codificantes. Além disso, escolheram modelos específicos para entender como os genes mudam ao longo do tempo.
Tempo e Relações
Para estimar quanto tempo faz desde que diferentes espécies se separaram, os pesquisadores usaram dados de fósseis como referência. Eles definiram pontos específicos no tempo com base em evidências fósseis para ajudar a calibrar suas estimativas. Por exemplo, usaram os fósseis mais antigos conhecidos para datar as principais separações entre diferentes grupos de coleoides.
A análise foi realizada por muitos ciclos, permitindo que os pesquisadores reunissem dados sobre como a árvore genealógica mudou ao longo do tempo. Eles verificaram para garantir que os resultados fossem confiáveis e combinaram as descobertas de diferentes execuções para criar uma árvore final mostrando as relações entre as espécies.
Tamanho do Cérebro Ancestral
Em seguida, os pesquisadores analisaram como o tamanho dos cérebros evoluiu ao longo do tempo. Eles estimaram quais eram os tamanhos dos cérebros dos primeiros ancestrais desses grupos e depois os compararam com as espécies modernas. Isso envolveu uma análise minuciosa para reconstruir os tamanhos dos cérebros em vários pontos da árvore genealógica.
As estimativas dos tamanhos dos cérebros e suas relações com os tamanhos dos corpos foram plotadas para toda a árvore genealógica, mostrando como essas características mudaram e evoluíram. Os pesquisadores compilaram essas descobertas em tabelas que resumem as estimativas para o timing das principais separações entre os grupos.
Importância da Pesquisa
Entender a evolução do tamanho dos cérebros em coleoides pode esclarecer como a inteligência se desenvolveu nessas criaturas. Isso também oferece insights sobre os caminhos evolutivos de vários animais marinhos. Ao analisar as mudanças no tamanho do cérebro, os cientistas conseguem entender melhor como essas espécies se adaptaram ao longo de milhões de anos.
Essa pesquisa é importante por várias razões. Amplia nosso conhecimento sobre a evolução dos cefalópodes e ajuda a preencher lacunas na nossa compreensão de como essas criaturas fascinantes desenvolveram seus cérebros complexos. Ao incluir uma gama mais ampla de espécies na análise, os pesquisadores conseguem fornecer uma imagem mais clara da história evolutiva dos coleoides.
Conclusão
O estudo dos cefalópodes coleoides é tanto complexo quanto fascinante. Essas criaturas têm uma longa história que remonta a centenas de milhões de anos, e sua evolução foi moldada por muitos fatores. Através da análise cuidadosa de dados genéticos, fósseis e medições cerebrais, os pesquisadores estão começando a montar uma imagem mais clara de como polvos, lulas e sépias evoluíram ao longo do tempo.
À medida que mais dados se tornam disponíveis, isso continuará a aprimorar nossa compreensão dessas espécies e suas adaptações notáveis. As descobertas também oferecem uma perspectiva única sobre a evolução da inteligência na vida marinha. Com a pesquisa em andamento, os cientistas podem discutir ainda mais como o tamanho e as estruturas do cérebro se relacionam com os estilos de vida e comportamentos desses animais intrigantes. No geral, o estudo dos cefalópodes coleoides é um campo rico que ainda tem muito a revelar, prometendo desenvolvimentos empolgantes no futuro.
Título: A phylogeny of extant coleoid cephalopods with brain data
Resumo: Extant coleoid cephalopods include over 800 species of octopuses, squid, and cuttlefish, which have drawn scientific and public interest for their complex behavior and cognition. Of these, approximately 10% (79) species have adult specimens with recorded measures of central nervous system size distributed across various sources. Here, we use a combination of topological placements from previous phylogenetic studies, along with mitochondrial and nuclear gene sequences obtained from GenBank, to build a composite phylogenetic tree with estimated branch lengths of all species with available brain measurements. This phylogeny is used for analyses in a forthcoming paper on cephalopod brain evolution, and ideally will be of use to other researchers interested in conducting comparative studies of coleoid cephalopod brains.
Autores: Kiran Basava, T. Bendixen, A. L. Birk Sorensen, N. L. George, Z. Vanhersecke, J. Omotosho, J. Mather, M. Muthukrishna
Última atualização: 2024-05-05 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.29.591691
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.29.591691.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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