A diversidade de formas corporais nos animais é rica, variando de estrelas-do-mar a seres humanos. Espécies aparentadas, como corais, águas-vivas e anêmonas-do-mar, embora pertençam ao mesmo filo biológico, apresentam diferenças significativas em suas formas. Uma equipe de pesquisa do Laboratório Europeu de Biologia Molecular (EMBL) e da Universidade de Genebra publicou um novo estudo na revista Cell, propondo o conceito de "mecanotipo" para revelar como as mudanças nas propriedades mecânicas dos tecidos determinam a diversidade morfológica. Esta descoberta fornece uma base física para entender a evolução das formas corporais.
Os estudos tradicionais focam na genética, mas os genes não conseguem explicar completamente como os tecidos se dobram, esticam e assumem formas, um processo conhecido como morfogênese. Isam Ikmi, líder do grupo do EMBL em Heidelberg, aponta: "A comparação de genomas pode revelar diferenças genéticas, mas os genes não dizem como a morfogênese se desenrola. Mesmo com o genoma em mãos, ainda é difícil prever a forma final."
A equipe se baseou na biomecânica, argumentando que a morfogênese é impulsionada por forças geradas coletivamente dentro dos tecidos, e que este pode ser o nível em que as diferenças de forma entre espécies surgem. Ikmi explica: "O ponto-chave é que as células trabalham juntas como um tecido para gerar forças e restrições mecânicas. Se este é o nível em que a morfogênese opera, também pode ser o nível em que a diversidade morfológica emerge na evolução." O estudo utilizou cnidários como modelo, incluindo corais, águas-vivas e anêmonas-do-mar, devido à sua diversidade de formas e estrutura corporal relativamente simples.
Guillaume Salbreux e sua equipe da Universidade de Genebra forneceram suporte em física teórica e matemática. Salbreux disse: "Do ponto de vista da física, as características emergentes de sistemas complexos podem ser compreendidas por modelos que contêm apenas alguns parâmetros-chave." Com base em experimentos com seis espécies de cnidários, a equipe propôs três "módulos mecânicos" que, combinados, explicam características de forma como alongamento e polaridade. Alongamento refere-se ao grau de estiramento do corpo, enquanto polaridade descreve a assimetria. Ajustar os valores desses módulos pode prever diferentes morfologias, formando um "mecanotipo" único para cada espécie. Ikmi acrescenta: "As mudanças mecânicas surgem de mudanças moleculares, mas o mecanotipo é onde essa informação pode prever a forma. Acreditamos que a evolução atua sobre esses módulos para gerar novas formas."
Para testar o papel do mecanotipo, os cientistas realizaram experimentos com a anêmona-do-mar *Nematostella*. Ao induzir mudanças genéticas que afetaram os módulos mecânicos, as larvas passaram de alongadas para arredondadas. Alterar a polaridade exigiu perturbar múltiplos módulos, resultando em uma forma semelhante à de outra espécie, *Aiptasia*. Esses experimentos de remodelagem mostraram que o mecanotipo e o modelo de superfície ativa podem prever e manipular quantitativamente a morfologia. Nicolas Cuny afirmou: "A pesquisa demonstra a relevância de abordar a evolução morfológica a partir de princípios físicos mesoscópicos, colocando em prática a visão de D'Arcy Thompson." A equipe planeja expandir o estudo para a fase de pólipo dos cnidários e incluir mais espécies.
Detalhes da publicação: Autores: European Molecular Biology Laboratory; Título: «Criaturas marinhas revelam a física por trás da diversidade de formas corporais animais»; Publicado em: Cell (2026).
