Transformações filogenéticas das funções dos órgãos

Princípios do surgimento de novos órgãos

O surgimento de estruturas essencialmente novas no processo da filogenes se baseia no princípio da diferenciação. No entanto, esse mecanismo não funciona «do zero». A condição básica para a formação de um novo órgão é a multifuncionalidade das estruturas anatômicas existentes. Se um órgão é inicialmente capaz de executar várias tarefas, durante a evolução ele pode se desenvolver em novas direções, o que eventualmente leva a mudanças globais em seu funcionamento.

Mudança e ampliação de funções

Estes dois mecanismos demonstram como a hierarquia de tarefas dentro de uma mesma estrutura se modifica:

1. A mudança de função é caracterizada pela perda da importância biológica da tarefa principal do órgão. Ao mesmo tempo, ganha destaque uma função que anteriormente era apenas secundária. Esse processo é sempre acompanhado por uma reorganização morfológica.

Exemplos:

• A transição dos ancestrais dos vertebrados para o aparelho maxilar levou à transformação das escamas placóides em dentes verdadeiros.
• A bexiga natatória, característica dos peixes sarcopterígeos, evoluiu para os pulmões — o órgão de respiração aérea.
• O surgimento das glândulas mamárias nos mamíferos. Elas são homólogas às glândulas sudoríparas comuns. Nos ancestrais dos mamíferos (assim como nos monotremados ovíparos atuais, como o ornitorrinco e a equidna), havia aglomerados focais de glândulas sudoríparas, cuja função mudou drasticamente com o tempo.

1. A ampliação de funções implica que o órgão mantém suas tarefas originais, mas adquire outras adicionais, ampliando seu repertório funcional.

Exemplo: O membro anterior humano (braço). Inicialmente, servia exclusivamente para a locomoção. Durante a evolução, a essa função somou-se a capacidade de agarrar objetos e, por fim, o membro tornou-se um órgão complexo de trabalho.

Intensificação e ativação

As transformações podem afetar o grau de intensidade de trabalho do órgão e sua transição de um estado passivo para um ativo.

• Intensificação (intensificação) de funções. Ocorre devido a um aumento significativo no número de unidades funcionais principais. Visualmente, isso muitas vezes se manifesta pelo crescimento do tamanho do órgão e por uma profunda reorganização de seus tecidos a nível histológico. Exemplos clássicos: o desenvolvimento evolutivo do prosencéfalo nos vertebrados e a complexificação das glândulas mamárias pelo aumento do número de seus lobos.

• Ativação de funções. Nesse caso, órgãos que antes eram estruturas passivas tornam-se elementos ativos. Um exemplo marcante é a formação de músculos antagonistas nos membros de vertebrados terrestres e humanos (por exemplo, os músculos da coxa e os isquiotibiais). Isso permitiu criar um aparato ativo completo de flexão e extensão.

Substituição

A substituição representa um caminho radical da evolução, no qual um órgão cede completamente seu lugar a outro. A nova estrutura assume as funções do precursor.

O que acontece com o antigo órgão? Ele desaparece sem deixar vestígios no processo da filogenese ou regride a um estado rudimentar.

Exemplos clássicos de substituição:

• Função de suporte: a notocorda primária é substituída por uma coluna vertebral mais complexa.
• Sistema excretor: nos vertebrados, o pronefro (rins cefálicos) eventualmente dá lugar ao mesonefro (rins toracolombares).

Significado clínico: distúrbios do desenvolvimento embrionário

O estudo dos mecanismos filogenéticos ajuda a compreender a natureza de patologias graves do desenvolvimento cerebral, em particular, os distúrbios de migração neuronal.

Uma anomalia extremamente rara desse tipo é a heterotopia periventricular (nodular) (PNH).

A essência da patologia é que, durante a formação do sistema nervoso, ilhotas de células de substância cinzenta não chegam ao córtex. Elas param na espessura das fibras brancas, localizando-se logo abaixo do epêndima (perto dos ventrículos). Apesar de uma anomalia tão grave, a inteligência desses pacientes pode permanecer em um nível elevado, embora frequentemente ocorram dificuldades altamente específicas, como problemas no aprendizado da leitura.

Questões de aulas e exames

O que mais estudar sobre o tema

• A relação morfológica entre as escamas placóides e os dentes dos gnatostomados
• Histogênese e filogênese das glândulas mamárias e sudoríparas
• Evolução do sistema excretor: mudança dos tipos renais nos vertebrados
• Mecanismos de migração neuronal e patogênese da heterotopia de substância cinzenta

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