A evolução debaixo do microscópio

O que é que a motivou a enveredar pela ciência?

Desde pequenina, eu queria ser veterinária. Sempre tive muita curiosidade sobre como é que as coisas funcionam. Sempre que podia acompanhava o veterinário da minha terra - quando ele ia fazer vacinações, ajudar num parto ou algo que ela achasse que eu podia achar engraçado. Entretanto tentei entrar em medicina veterinária e, acho que felizmente, não consegui. Fui assim cair um bocadinho de paraquedas na Engenharia Zootécnica. Acabei por ao longo do curso ir descobrindo efetivamente o que é que eu gostaria de fazer. A dada altura, comecei a interessar-me por algumas disciplinas em particular, curiosamente aquelas mais básicas das ciências biológicas. Depois surgiu uma vaga para estagiar num laboratório de imunologia e eu, apesar de não saber nada sobre imunologia, achei muito curioso porque gostava de saber um bocadinho mais sobre os mecanismos, toda essa parte que nos controla por dentro. Gostei imenso e percebi que era por ali - que, se calhar, gostava mesmo de ser investigadora: tentar desbravar alguns caminhos. Como fui para as ciências genéticas foi mais ou menos uma casualidade - abriu uma vaga para monitores, para dar aulas práticas de genética e eu fui a uma entrevista. Tive um bocadinho de sorte, acho que também gostavam de mim! E comecei assim o meu percurso. Foi-me entusiasmando cada vez mais e hoje em dia não me vejo a fazer outra coisa.

No seu início de carreira, o que é que ambicionava? Que expectativas para o futuro tinha ao entrar no mundo do trabalho?

Eu comecei a dar aulas de genética e era genética geral. É uma abordagem mais simples, muito baseada em como funciona a hereditariedade. Depois tinha uma parte em que falávamos de cromossomas. Dentro da genética que eu fui ouvindo falar, gostava muito de cromossomas, isso eu tinha a certeza absoluta - que a citogenética era a minha parte preferida. Entretanto, comecei a perceber que o estudo da citogenética me permitia estudar evolução. [Os cromossomas] são o genoma de cada espécie organizado de uma determinada forma. Tentar estudá-los no maior número de espécies possível e tentar chegar aos mecanismos - aquilo que leva a que as espécies evoluam , acho que era esse o meu objetivo. Em termos científicos, a nossa ambição é sempre tentar chegar um bocadinho mais longe e perceber um bocadinho mais. Ao longo da minha evolução como investigadora, percebi que os caminhos eram bastante complexos e hoje em dia estou a estudar um bocadinho daquilo que o caminho me foi mostrando.

Ambição? É difícil dizer-vos qual é a ambição. Há ambições muito práticas todos nós gostamos de ser reconhecidos. Não nós investigadores, mas o nosso trabalho. Quando digo nós, é sempre “nós” porque um investigador nunca está sozinho. É sempre um conjunto de pessoas que colaboram. É uma rede e é uma partilha muito grande e tem de haver cada vez mais. Muitas vezes acontece alguma recompensa no que diz respeito a isso quando vemos que os nossos conhecimentos podem ser aplicados por outras pessoas para chegarem ainda mais longe do que nós fomos. No meu trabalho, a aplicação de alguns desses trabalhos em questões particulares, como é o caso da investigação de doenças. Essa parte também é muito gratificante.

[…] “Fizemos uma coisa extraordinária, exatamente porque a comunidade científica se uniu num só esforço […]. Só assim é que se consegue ir mais longe e mais depressa”.

Sendo que iniciou o seu percurso na área da zootecnia, como é que esses seus conhecimentos a auxiliam na sua área de trabalho atual?

Ao longo da licenciatura, tive inúmeras disciplinas. De facto, Engenharia Zootécnica é um curso muito amplo porque temos de colocar todos os animais domésticos de que se possam lembrar. Isso fezme ter uma visão muito abrangente da diversidade entre espécies e ao mesmo tempo daquilo que nos une. Há muitas questões biológicas idênticas, se não mesmo iguais, mas depois há a diferença. Foi esse [despertar da] curiosidade que foi moldando o meu discernimento foime conduzido até à área da investigação. Houve outra coisa que não tem tanto a ver com ciência. Eu vim de Portalegre estudar para Vila Real, que na altura ficava muitíssimo longe. Isso obrigou-me a adaptar-me e a desenvolver uma rede de amigos e suporte emocional grande. […] Aprender a estar em grupo, a trabalhar em equipa e a viver em comunidade, o que foi fundamental para conseguir integrar-me e formar a minha própria equipa, para saber falar e lidar com as pessoas e trabalharmos todos juntos.

Nós investigadores, a nível mundial, fizemos uma coisa extraordinária. Foi desenvolvida uma vacina em tempo "mega" recorde, exatamente porque a comunidade científica se uniu num só esforço e conseguimos aprender uns com os outros e partilhar conhecimento. Só assim é que se consegue ir mais longe e mais depressa.

O que é a citogenómica e em que áreas de estudo é que esta se pode interligar com biologia animal?

A citogenómica é a análise dos genomas através do estudo dos cromossomas. A citogenómica é um termo mais abrangente para citogenética e envolve todos os processos que estão ligados aos cromossomas, que na realidade se foca na parte da análise de cromossomas, da sua organização e de como é que isso influencia a regulação do genoma, o seu estado, a expressão dos genes que depois conduzem à produção ou não de determinadas proteínas pela célula. Isso pode conduzir à ocorrência ou não de um determinado mecanismo, via celular, e que faz de cada célula uma célula diferente, inclusivamente no mesmo organismo. Em que é que a citogenómica se aplica? Desde a parte da evolução sendo que sabemos que as espécies evoluem por alterações ao nível do genoma que podem ser alterações num só gene, num grupo de genes no mesmo cromossomas, de um cromossoma inteiro, que conduzem a diferenças num determinado indivíduo. Se essas diferenças forem vantajosas, essas diferenças vão-se fixar e vão ser passadas/ transmitidas a outros indivíduos nessa população e a dada altura vai-se criar uma barreira reprodutiva em que as espécies já não se conseguem cruzar entre si e dão origem a uma nova espécie. Esta é a parte mais fundamental. Se pensarmos que é nos cromossomas que estão os genes podemos concluir que a citogenética/genómica está associada à análise de doenças que tenham um fundo genético, por exemplo; patologias que, embora não tenham uma alteração genética por trás, podem ser provocadas por alteração na expressão dos genes (produção de mais ou menos proteína).

Além da doença, quando falamos em biologia animal, falamos de um termo muitíssimo lato. O que nós sabemos é que os genes controlam muito daquilo que é o comportamento animal, a fisiologia animal… Mesmo dentro de uma mesma espécie, cada indivíduo é diferente. Muitas vezes atribuímos o fenótipo ao aspeto físico (cor dos olhos, estilo do cabelo, forma do corpo, cor da pele) mas o nosso fenótipo também é molecular. Pode traduzir-se em diferenças ao nível do nosso comportamento, do estado de espirito, dos nossos gostos… muitas vezes não entendemos porque é que nós gostamos de morangos, brócolos ou couves-de-Bruxelas e há pessoas que detestam. Porquê? Se somos muito nervosos ou mais calmos, se sentimos empatia ou desdém completo pelo próximo… Apesar do ambiente ser muito importante, sabemos hoje que a genética é imperativa nestas questões. A forma como os nossos cromossomas estão organizados pode dar-nos informações sobre estas questões. Mesmo ao nível de sequenciação de genomas. Imaginem um livro com milhões de páginas. O que obtemos no final da sequenciação são frases apenas. De forma simplificada, precisamos da citogenética para saber exatamente qual é a ordem de todas as frases lidas pela máquina. E muitas vezes essa ordem é que é aquilo que faz sentido, quando queremos ler o livro completamente - e o livro é exatamente o genoma. Por isso eu acho que a citogenética é transversal a muitas áreas diferentes da Biologia.

Tendo em conta todos os modelos animais com que já teve a oportunidade de trabalhar, quais os que prefere trabalhar? Que características fazem com que goste de trabalhar uma espécie?

Eu só trabalhei com animais diretamente quando estagiei, […] com murganhos, ou ratinhos. Trabalhei com imensos, mas não tenho forma de comparação com outros animais. Tenho, sim, com modelos celulares animais, porque é aquilo com que eu trabalho. Nós iniciamos ou com células já prontas para serem manipuladas in vitro ou com biópsias de determinado animal. Essa biópsia - pedacinho de tecido - é segmentada de forma a individualizar as células e depois vamos mantendo as células em cultura. Depois são analisadas até chegarmos àquilo que pretendemos estudar - no meu caso, cromossomas. Se me perguntarem dentro de todas essas células, com quais é que gosto mais de trabalhar, é uma pergunta muito difícil. Como eu gosto muito de estudar Evolução, gosto de estudar células de espécies diferentes, cujos cromossomas ainda não foram analisados, porque são para mim um desafio.

Fig. 1 Mus muluscus, murganho ou ratinho, um dos organismos modelo mais utilizados

Gosto muito de tentar perceber como é que aquelas células se vão dividir e a que horas é que se vão dividir… Quando estudamos citogenética, precisamos de observar células especificamente em metáfase/ prometáfase. É quando nós precisamos de bloqueá-las para depois estudarmos os cromossomas - é quando os cromossomas melhor se vêm.

O que é engraçado é que diferentes espécies animais têm células, que se comportam também de forma diferente. Por exemplo, já trabalhei com células de hipopótamo e as células estavam em metáfase mais ou menos entre as 6h e as 7h da manhã, o que é um desafio enorme - implica estar no laboratório àquela hora e perceber que é àquela hora que as células se vão dividir e estar naquela fase. Outras vezes temos células que demoram mais de um dia a dividir-se, outras vezes temos células que se dividem duas vezes por dia. Muitas vezes temos de descobrir como é que elas funcionam - quantas vezes por dia se dividem, se se dividem todos os dias, que requisitos é que precisam em cultura, etc. Temos algumas espécies cujas células se estabelecem muito bem em cultura e começam-se logo a dividir. Outras células, de outras espécies, demoram mais tempo a estabelecer-se em cultura. Noutras células conseguimos "apanhar cromossomas" - obter células em metáfase e cromossomas para analisar - muito facilmente, noutras espécies nem tanto. Mas, neste momento, estou a gostar muito de trabalhar com os morcegos ou com as suas células.

Poderá a genómica ser uma ferramenta útil na elaboração de medidas preventivas da extinção de espécies? Sim, creio que sim! O conhecimento dos genomas por si só é muito importante ao nível de análise da biodiversidade das espécies. Portanto, conhecer o genoma já nos dá algumas pistas sobre determinada espécie.

Existem espécies muito parecidas e que têm cariótipos muito diferentes e depois há espécies muito diferentes com cariótipos muito semelhantes/genomas muito parecidos. Ao conhecer isso, pode ser útil para entendermos se determinada espécie pode ou não ter uma vantagem em relação a outra. Às vezes, uma diminuição na fertilidade pode estar associada a uma redução cromossómica e isso vai conduzir, claramente, a um menor número de descendentes, o que pode ser perigoso podendo mesmo levar à sua extinção.

Na tentativa de repovoamento de uma Serra com veados, foram importados de Espanha, de nome comum Gamos, veados em tudo semelhante aos existentes naquela Serra. Ao final de um tempo verificou-se que não havia crias e ocorriam abortos espontâneos.

Fig. 2 Gamo, Dama dama Fonte: http://ismaeljsnature.blogspot.com/2012/ 12/gamo-o-gamo-dama-dama-e-ummamifero.html Então, foi-se analisar os cariótipos dos Gamos e chegaram à conclusão que se tratavam de espécies, com cariótipos diferentes, os Gamos importados e os da Serra. Logo, os gametas não eram compatíveis e não conseguiam produzir um zigoto saudável.

O que nós podemos fazer? Às vezes basta analisar o cariótipo e procurar se existe alguma dessas anomalias que afetam a produção de gametas ou a gestação com sucesso. Identificando na população quais os indivíduos saudáveis e com potencialidade para obter descendência podemos promover o cruzamento entre eles e não deixar isso ao acaso.

Nestas situações, é aconselhado analisar o cariótipo dos indivíduos ter a certeza de que não existem alterações e que se trata da mesma espécie e só depois avançar para a fase seguinte de cruzamento em cativeiro e posterior repovoamento de uma área.

No que diz respeito à Engenharia Genética, hoje em dia, pensa-se podermos utilizar estas novas tecnologias, com a edição de genomas e a sua manipulação para impedirmos a extinção de uma determinada espécie. Eu sou a favor que isso aconteça, principalmente se o risco de extinção da espécie for da responsabilidade do Homem. Nesse caso, devemos tentar reverter os nossos erros. No entanto, é sabido, que a manipulação genética é perigosa, porque quando alteramos um gene que pensa-se influenciar determinada característica ou regular determinado processo, na verdade esse gene pode estar envolvido em mais do que um processo, podendo assim condicionar a viabilidade daquela espécie.

Contudo, há muitas espécies que se vão extinguir para dar lugar a outras, isso é assim, é o curso natural da vida. Na minha opinião, a extinção de determinada espécie no passado teve um objetivo, fez com que a evolução tomasse um determinado caminho que conduziu a novas oportunidades para outras espécies.

Podemos através da genómica fazer previsões da extinção de espécies?

É muito difícil fazer previsões a longo termo sobre o percurso evolutivo de cada espécie. Sem dúvida que era muito interessante, no entanto, não conseguimos ter certezas. O que se faz é olhar para outras espécies, tentar perceber quais as suas características, olhar para o seu genoma e tentar associar os diferentes genes às diferentes características da espécie e quiçá ,um dia, consigamos manipular o genoma humano no sentido de adquirir características vantajosas. Mas como tinha referido isso acarreta elevados riscos.

Quem estuda evolução tem de ter muita paciência e capacidade de imaginação para conseguir formular teorias do que terá acontecido no passado à luz do que se observa no presente e talvez extrapolar para o futuro.

Quais os desafios que enfrenta na sua área atualmente? Vou ser muito sincera, muito terra a terra, os desafios que enfrentam os investigadores são o défice de financiamento. É triste dizer isto! Não são os avanços tecnológicos, hoje em dia já conseguimos fazer imensa coisa e na minha área em particular, na genética, todos dias há coisas novas a acontecerem, novas ferramentas, novas tecnologias para estudarmos cada vez melhor e mais, só que tudo isso é caro. Exige um financiamento que muitas vezes escasseia e o que nós investigadores fazemos é gerir os projetos consoante o financiamento que obtemos, tendo sempre ao máximo esticar para outros projetos para conseguirmos estudar mais coisas. Há áreas com mais financiamento que outras, o que a meu ver é percetível, por exemplo os estudos relacionados ao cancro tem muito mais financiamento do que os estudos de doenças raras, uma vez que, afeta mais pessoas. Depois há o caso da indústria farmacêutica onde há uma grande aposta, pois é onde conseguem ter mais rendimento.

Atualmente estou muito empenhada nos Morcegos e no estudo de sequências repetitivas muito interessantes, que se conseguem movimentar no genoma chamados elementos transponíveis e penso estarem envolvidos na evolução dos cromossomas e também em algumas doenças em particular. Estes tipos de estudo, podem não ser tão atrativos para quem financia. Muitas vezes perguntam-me: Qual a aplicação? Vai curar o cancro? Para curar o cancro precisamos conhecer os mecanismos que estão por trás e o mesmo se aplica para todas as patologias.

Infelizmente, o financiamento é escasso, mas desde que exista empenho, espírito de equipa, colaboração com outros países tudo é possível e criatividade não falta.

Que conselhos tem para quem quer envergar pela investigação?

O caminho da investigação não é nada fácil. Fiz uma parte do meu percurso como investigadora auxiliar, tinha contratos, alguns, anuais renováveis (se tudo corresse bem) ía dando umas aulas em simultâneo e só neste momento é que consegui estabilidade, isto em 2019, quando abriu um concurso de professores, na minha área, na universidade onde dava aulas. Se olharmos para trás…eu comecei a dar aulas em 1997, é um pouco assustador de pensar!

Uma carreira em investigação não é nada fácil, mas quando se tem motivação e se é bom naquilo que se faz e quando isso é reconhecido pelos outros, eles estão dispostos a dar-nos oportunidades. Se forem empenhadas, dedicadas, organizadas e se não se importarem de continuar a estudar a vida inteira e acreditar sempre que não sabem nada do que sabiam no dia anterior, então são muito bem vindas à investigação!

Gostaria de aprofundar mais o seu conhecimento? Leia a entrevista na Integra usando este QR code

1. Martins, M.2019. Biologia Animal, Saída à Praia das Avencas [PowerPoint]. https://moodle.fct.unl.pt/pluginfile.php/533143/mod_resource/content/1/Sa%C3%ADda%20%C3%A0%20Praia%20das%20Avenc as_2021-22.pdf

2. Fišer, C, Robinson, CT, Malard, F. Cryptic species as a window into the paradigm shift of the species concept. Mol Ecol. 2018; 27: 613– 635. https://doi.org/10.1111/mec.14486

3. Pizzolla, P.F 2007. Melarhaphe neritoides Small periwinkle. Em Tyler-Walters H. e Hiscock K. Marine Life Information Network: Biology and Sensitivity Key Information Reviews, [on-line]. Plymouth: Marine Biological Association of the United Kingdom. [citado a 07-012022]. Disponível em: https://www.marlin.ac.uk/species/detail/1489

4. Britton, J.C. The relationship between position on shore and shell ornamentation in two size-dependent morphotypes of Littorina striata, with an estimate of evaporative water loss in these morphotypes and in Melarhaphe neritoides . Hydrobiologia 309, 129–142 (1995). https://doi.org/10.1007/BF00014480

5. Sadava, D. E., Hillis, D. M., Heller, H. C., & Hacker, S. D. (2016). Global Climate Is a Fundamental Component of the Physical Environment. In Life: The Science of Biology (11th Edition, pp. 2774–2782). Sinauer Associates, Inc.

6. Mountain Bluebird. Em All about birds, Cornell Lab of Ornithology. [on-line]. [citado a 07-01-2022]. Disponível em: Mountain Bluebird Overview, All About Birds, Cornell Lab of Ornithology

7. Kronk, C. 2007. Ursus americanus. Em Animal Diversity Web, [on-line]. [citado a 07-07-2022]. Disponível em: https://animaldiversity.org/accounts/Ursus_americanus/

8. African Great Migration: Where and When to Go. Em East Africa Wild [on-line].[citado a 07-01-2022]. Disponível em: https://www.eastafricawild.com/general/african-great-migration-where-when-to-go/

9. Aguilar, B. 2020. Okapia johnstoni. Em Animal Diversity Web, [on-line]. [citado a 07-07-2022]. Disponível em: https://animaldiversity.org/accounts/Okapia_johnstoni/

10. Naumann, R. 1999. Camelus dromedarius. Em Animal Diversity Web, [on-line].[citado a 07-01-2022]. Disponível em: https://animaldiversity.org/accounts/Camelus_dromedarius/

11. 2009-2017. Okapi (Okapia johnstoni) Fact Sheet. Em San Diego (CA): San Diego Zoo Wildlife Alliance. [on-line].[citado a 07-01-2022]. Disponível em: http://ielc.libguides.com/sdzg/factsheets/okapi1

12. Okapi, facts and photos. Em National Geographic. [on-line]. [citado a 07-01-2022]. Disponível em: https://www.nationalgeographic.com/animals/mammals/facts/okapi

13. Bornstein, S. The ship of the desert. The dromedary camel (Camelus dromedarius), a domesticated animal species well adapted to extreme conditions of aridness, Rangiler, Special Issue No. 3, 1990,ISSN 1990: 231-236

14. A.O. Elkhawad, Selective brain cooling in desert animals: The camel (Camelus dromedarius), Comparative Biochemistry and Physiology Part A: Physiology, Volume 101, Issue 2,1992,Pages 195-201,ISSN 0300-9629, https://doi.org/10.1016/03009629(92)90522-R

15. Zachos, E. 2018, Maio 30. Arabian Camels Eat Cacti With Hardened Mouth Structures. Em National Geographic. [on-line]. [citado a 07-01-2022]. Disponível em: https://www.nationalgeographic.com/animals/article/camels-cactus-mouth-papillae-animals

16. Dorst, J. P. 2019, Agosto 6. migration. Em Encyclopedia Britannica. [on-line]. [citado a 07-01-2022]. Disponível em: https://www.britannica.com/science/migration-animal

17. Ten species in one: DNA barcoding reveals cryptic species in the neotropical skipper butterfly Astraptes fulgerator Paul D. N. Hebert, Erin H. Penton, John M. Burns, Daniel H. Janzen, Winnie Hallwachs Proceedings of the National Academy of Sciences Oct 2004, 101 (41) 14812-14817; DOI: 10.1073/pnas.0406166101

18. Fišer, C, Robinson, CT, Malard, F. Cryptic species as a window into the paradigm shift of the species concept. Mol Ecol. 2018; 27: 613– 635. https://doi.org/10.1111/mec.14486

21.Dáfnias- Heine-Fuster, I., Vega-Retter, C., Sabat, P., Rodrigo Ramos-Jiliberto, Osmoregulatory and demographic responses to salinity of the exotic cladoceran Daphnia exilis, Journal of Plankton Research, Volume 32, Issue 10, October 2010, Pages 1405–1411, https://doi.org/10.1093/plankt/fbq055

22.Vertebrados bentônicos- Teles, H. F., Linares, M. S., Rocha, P. A., Ribeiro, A. S. (2013). Macroinvertebrados Bentônicos como Bioindicadores no Parque Nacional da Serra de Itabaiana, Sergipe, Brasil. Revista Brasileira de Zoociências. 15 (1, 2, 3): 123-137

23.Artemia salina- Teixeira, S. Artêmia salina: alimento viável na criação de peixes ornamentais. Em Cursos CPT. [on-line]. [citado a 08-01-2022]. Disponível em: https://www.cpt.com.br/cursos-criacaodepeixes/artigos/artemia-salina-alimentoviavel-na-criacao-de-peixes-ornamentais

24.Ebert, D. (2005). Introduction to Daphnia Biology. Em Ecology, Epidemiology, and Evolution of Parasitism in Daphnia. [Internet]. National Center for Biotechnology Information (US). 10: 1-932811-06-0 Branchiopoda. Em Science Direct. [on-line]. [citado a 08-01-2022]. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/topics/agricultural-and-biological-sciences/branchiopoda

25.Geraldes, H. Que espécie é esta: recifes de barroeira. Em Wilder, Rewilding your days. [on-line]. [citado a 08-01-2022]. Disponível em: https://www.wilder.pt/especies/que-especie-e-esta-recifes-de-barroeira/

26. Sardinha dos Santos, V. Crustáceos. Em Biologia Net. [on-line]. [citado a 08-01-2022]. Disponível em: https://www.biologianet.com/zoologia/crustaceos.htm

27.Porto Editora. Crustáceos. Em Infopédia, Porto: Porto Editora. [on-line]. [citado a 2022-01-08]. Disponível em https://www.infopedia.pt/$crustaceos

28.Chaves dicotómicas Osborne, D.V. (1963), Some Aspects Of The Theory Of Dichotomous Keys. New Phytologist, 62: 144160. https://doi.org/10.1111/j.1469-8137.1963.tb06322.x

29. Poliplacóforos (classe Polyplacophora). Em BioDiversity4All. [on-line]. [citado a 08-01-2022]. Disponível em: https://www.biodiversity4all.org/taxa/47429-Polyplacophora

30.Eschmeyer, William N.; Fong, Jon David (2013). Em "Catalog of Fishes". California Academy of Sciences. [on-line]. [citado a 08-01-2022]. Disponível em https://researcharchive.calacademy.org/research/ichthyology/index.php.

31. Crustáceos. Em Mundo Educação. [on-line]. [citado a 08-01-2022]. Disponível em: https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/crustaceos.htm

32.Helfman, G.; Collette, B.; Facey, D.; Bowen, B. (2009). "The Diversity of Fishes: Biology, Evolution, and Ecology (2nd ed.)". Wiley-Blackwell. [on-line]. [citado a 08-01-2022]. Disponível em http://www.blackwellpublishing.com/helfman/

33.Ryan, Paddy (2007). Em "Benthic communities" Te Ara - the Encyclopædia of New Zealand. [on-line]. [citado a 08-012022]. Disponível em http://www.teara.govt.nz/EarthSeaAndSky/SeaLife/DeepSeaCreatures/4/en.

34. Ryan, Paddy. Em "Deep-sea creatures" Te Ara – the Encyclopedia of New Zealand. [on-line]. [citado a 08-01-2022]. Disponível em https://web.archive.org/web/20080619124248/http://www.teara.govt.nz/EarthSeaAndSky/SeaLife/DeepSeaCreatures/en.