Da luz à escuridão: história evolutiva do sistema fotosensorial em planárias (Platyhelminthes, Tricladida)

Autor(es)

Luiza de Oliveira Saad

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: São Paulo.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Biociências (IBIOC/SB)
• Data de defesa: 2022-11-04

Membros da banca

Federico David Brown Almeida; Patrícia Neiva Coelho Schneider; Mansi Srivastava; Chao Yun Irene Yan

• Orientador: Federico David Brown Almeida

Resumo

Só é possível compreender a diversificação dos sistemas fotossensoriais dos animais uma vez que os aspectos morfológicos, fisiológicos, do desenvolvimento e seu contexto ambiental são abordados em diversas espécies em um nível comparativo. O estudo da diversificação ocular em animais da ordem Tricladida nos permite rastrear a seleção associada às diferentes condições ambientais, uma vez que esses animais constantemente exibem caracteres visuais associados aos distintos habitats que ocupam. De fato, nossos resultados demonstraram que espécies da ordem Tricladida habitam diferentes nichos e apresentam diversos fenótipos oculares adaptados às suas demandas ecológicas, como por exemplo a presença de olhos com lentes encontradas apenas em espécies marinhas ou olhos trilobados presentes apenas em espécies terrestres. Um outro exemplo é a constante perda de olhos em diferentes espécies localizadas em ambientes de cavernas, que permite investigar a evolução de caracteres convergentes relacionados à escuridão. A fim de elucidar as mudanças moleculares que ocorreram durante a evolução dos olhos rudimentares encontrados em uma planária de caverna, detalhamos o desenvolvimento ocular na planária de caverna Girardia multidiverticulata. Nossos resultados revelaram que G. multidiverticulata, inicialmente descrita como uma espécie sem olhos, na verdade retém pequenos olhos funcionais. Essas planárias expressam os mesmos fatores de transcrição conhecidos na formação do olho em planárias de superfície, com pequenas exceções durante o estágio final de diferenciação celular. No entanto, a análises de expressão diferencial revelou alterações nos níveis de expressão de genes envolvidos na função ocular e na formação de pigmentos quando comparados com espécies de superfície. Descobrimos que a redução no número de células oculares nessa espécie é causada por uma diminuição da taxa de especificação de progenitores de olhos, levando a uma menor taxa de diferenciação de novas células oculares durante a homeostase e também durante a regeneração. Por outro lado, a disponibilidade de progenitores para a formação de outros tecidos, como por exemplo o cérebro, foi semelhante entre as espécies da caverna e da superfície. Além disso, a população de G. multidiverticulada encontrada na caverna apresentou dois morfotipos diferentes, um apresentando olhos pequenos e pigmentados e o outro olhos pequenos não pigmentados. Além das diferenças de pigmentação entre os dois morfotipos seus níveis de expressão genética também são diferentes. A existência de dois estágios diferentes de regressão de olhos dentro da mesma população, combinados com a diminuição de progenitores específicos de olhos, juntamente com a modificação da expressão genética sugerem que esta espécie representa um estágio intermediário de adaptação ao ambiente subterrâneo. Girardia multidiverticulata representa um novo modelo para a de perda de olhos, em que a mudança na taxa de diferenciação de progenitores em olhos resulta em redução no tamanho do órgão. Esses resultados ampliam nossa compreensão dos diferentes mecanismos responsáveis pela perda de caracteres, o que é essencial para a compreensão das perspectivas evolutivas sobre a perda de olhos. (AU)

• Processo FAPESP: 18/06418-0 - Da luz à escuridão: história evolutiva do sistema fotosensorial em planárias (Platyhelminthes, Tricladida)
• Beneficiário: Luiza de Oliveira Saad
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado