Vários genes "inteligentes" que foram duplicados numa pequena criatura do mar chamada Pikaia, há cerca de 550 milhões de anos atrás, pode ter levado à expansão massiva da inteligência em espécies de vertebrados, descobriram dois novos estudos.
Os estudos, publicados a 2 de dezembro na revista Nature Neuroscience, sugerem que essa duplicação de alguns genes provocaram uma explosão no número de produtos químicos que regulam o funcionamento do cérebro em animais vertebrados, levando a uma maior inteligência.
Um dos estudos mostrou que as mudanças, ou mutações, nesses genes levam a problemas de aprendizagem em ratos e humanos, bem como a distúrbios psicológicos em humanos. Este facto, suporta a noção de que esses genes se diversificaram ao longo da evolução das suas duplicações antigas para realizar importantes, específicos e diversos papéis na cognição e comportamento dos mamíferos.
Os vertebrados são mais inteligentes do que os invertebrados (animais sem espinha dorsal), mas como os inteligentes evoluíram tem permanecido um mistério. Em geral, os vertebrados têm muitas mais proteínas, que transportam as instruções de um gene, no cérebro e no sistema nervoso; estas proteínas permitem às criaturas espinhosas ter uma gama mais ampla, mais flexível de comportamentos que os invertebrados.
Os investigadores quiseram saber se as duplicações de determinados genes contribuiu para esta explosão no número de proteínas do cérebro, tendo como resultado a inteligência dos vertebrados. Isso porque as duplicações nos genes pode dar às criaturas o buffer para evoluir mais rapidamente. Normalmente, se uma mutação surge num gene que é crítico para a sobrevivência de um animal, a evolução vai eliminar esse animal, o que geralmente significa que muito pouca mudança ocorre em genes críticos.
Mas, se existem duas cópias de um gene, em seguida, o animal tem uma cópia livre em funcionamento, o que permite que os genes acumulem mais mutações - facto tanto benéfico, prejudicial e neutro - sem reduzir a aptidão de sobrevivência. Em particular, os investigadores observaram que os vertebrados tinham cópias múltiplas de dois genes que processam o glutamato, um produto químico do cérebro importante para a memória e aprendizagem.
Para ver se a duplicação é a origem genética da inteligência em vertebrados, os cientistas submeteram ratos com mutações nesses genes diferentes a uma bateria de testes visuais que avaliam a aprendizagem e atenção em ambientes mutáveis. Diferentes mutações levaram ratos a ter um melhor ou pior desempenho em testes cognitivos, o que implicou que estes genes desempenham um papel fundamental na inteligência.
Além disso, os pesquisadores mostraram que humanos e ratos portadores da mesma mutação num gene específico do transporte de glutamato reduziram a aprendizagem adaptativa, sugerindo que estes genes e a inteligência de controle de aprendizagem estão relacionados nestas espécies de vertebrados. De facto, nos seres humanos, esta mutação genética está ligada à esquizofrenia.
As descobertas sugerem que as duplicações no gene provavelmente também deram origem à rápida evolução das proteínas do sistema nervoso que interagem com o receptor de glutamato, permitindo as vertebrados ter mais subtis e sofisticadas respostas para o seu ambiente.
