Biology · Livro 2 · Grades 10–12

Biologia do ensino médio

Biologia do ensino médio · Grades 10–12

24A diversificação dos seres vivos

O trigo comum tem 42 cromossomos, em seis conjuntos de sete: ele é a soma de três gramíneas silvestres que se cruzaram, duas vezes, nos campos dos primeiros agricultores. Uma píton tem trezentas vértebras e um camundongo trinta, e no entanto os dois constroem a coluna deles com os mesmos genes. Um líquen numa rocha são dois organismos, um fungo e uma alga, que viveram como um só por tanto tempo que nenhum dos dois é encontrado sozinho. E um chimpanzé jovem aprende a quebrar nozes com uma pedra observando a mãe dele, numa floresta onde os chimpanzés a cem quilômetros dali nunca aprenderam. A mutação e o embaralhamento do capítulo anterior não são os únicos modos de os seres vivos ficarem diferentes; este capítulo passa em revista os outros.

24.1 Mais que a mutação

Proposição 24.1 (Fontes de diversificação)

As mutações pontuais e o embaralhamento sexual criam alelos novos e combinações novas deles. Além desses, a diversidade dos seres vivos foi produzida por processos que mudam o genoma numa escala maior — duplicando genes, importando genes de outras espécies, acrescentando conjuntos inteiros de cromossomos —, por mudanças no modo como os genes existentes são usados durante o desenvolvimento, por associações entre espécies e, nos animais, por comportamentos transmitidos sem gene nenhum.

Demonstração. Admitido neste nível. ∎

24.2 Genes novos a partir de antigos

Proposição 24.2 (Duplicação e divergência de genes)

Uma permutação desigual (Capítulo 23) ou um erro de cópia podem deixar um cromossomo com duas cópias de um gene. Uma das cópias continua no trabalho original dela; a outra, livre dessa restrição, acumula mutações e pode adquirir uma função nova — ou se perder. Repetido ao longo do tempo evolutivo, isso produz as famílias gênicas: conjuntos de genes aparentados descendentes de um ancestral, cujos graus de semelhança registram a ordem das duplicações.

Evidências. As três opsinas e a rodopsina do Capítulo 21 são uma família dessas; as globinas são outra: os vários genes das cadeias da hemoglobina — uma usada no embrião, uma no feto, duas no adulto — e o gene da mioglobina, a reserva de oxigênio do músculo, ficam em grupos em dois cromossomos, são de 40% a 80% idênticos em sequência, e a árvore deles bate com a ordem em que os grupos de vertebrados apareceram. Os genomas carregam centenas de famílias assim, e uma fração considerável de todo genoma consiste em segmentos duplicados. ∎

Como uma família gênica cresce. Um gene é duplicado; as cópias divergem por mutação até cada uma fazer um trabalho diferente; novas duplicações repetem o processo. A família das globinas fornece cadeias de hemoglobina diferentes em fases diferentes da vida.
Como uma família gênica cresce. Um gene é duplicado; as cópias divergem por mutação até cada uma fazer um trabalho diferente; novas duplicações repetem o processo. A família das globinas fornece cadeias de hemoglobina diferentes em fases diferentes da vida.

Proposição 24.3 (Transferência horizontal de genes)

Os genes também podem entrar num genoma vindos de outra espécie. As bactérias trocam plasmídeos livremente (Capítulo 18); os vírus carregam fragmentos do DNA dos hospedeiros deles de uma célula a outra e deixam para trás cópias dos próprios genes; e a comparação de genomas mostra que até animais e plantas adquiriram genes desse jeito. Cerca de 8% do genoma humano é de origem viral, e pelo menos um desses genes, outrora ferramenta de um vírus para fundir células, hoje constrói a placenta.

Demonstração. Admitido neste nível. ∎

Proposição 24.4 (Hibridação e poliploidia)

Duas espécies aparentadas às vezes conseguem se cruzar; o híbrido carrega um conjunto de cromossomos de cada uma e em geral é estéril, já que os cromossomos dele não têm parceiros para se emparelhar na meiose. Se, por um erro de divisão, o híbrido dobrar os cromossomos dele, cada cromossomo ganha um parceiro, a meiose funciona, e uma espécie fértil nova — um poliploide — existe de imediato, isolada dos dois genitores. Metade de todas as espécies de plantas com flores tem poliploidia na história delas; o trigo comum, o algodão, o tabaco e a batata estão entre elas.

Evidências. O trigo: o einkorn silvestre tem 2n=142n = 14; o emmer, 2n=282n = 28, contém o conjunto do einkorn e o conjunto de outra gramínea silvestre, cromossomo por cromossomo; o trigo comum, 2n=422n = 42, acrescenta o conjunto de uma terceira. Os três conjuntos podem ser identificados no cariótipo do trigo comum e associados às espécies silvestres vivas, e os cruzamentos podem ser repetidos no laboratório. Uma espartina que apareceu na costa da Europa no século XIX, fértil e vigorosa, tem o conjunto de cromossomos dobrado de um híbrido estéril de duas espécies que nunca tinham se encontrado antes de os navios trazerem uma delas através do Atlântico. ∎

A origem do trigo comum: duas hibridações, cada uma seguida de uma duplicação dos cromossomos. Cada letra é um conjunto de sete cromossomos de uma espécie silvestre; o trigo comum carrega seis conjuntos.
A origem do trigo comum: duas hibridações, cada uma seguida de uma duplicação dos cromossomos. Cada letra é um conjunto de sete cromossomos de uma espécie silvestre; o trigo comum carrega seis conjuntos.

24.3 Os mesmos genes, usos diferentes

Proposição 24.5 (Genes do desenvolvimento e o momento da expressão deles)

Os genes que traçam o plano de organização de um animal durante o desenvolvimento — que extremidade é a cabeça, onde ficam os membros, quantos segmentos o tronco tem — são compartilhados, com pouca mudança de sequência, por todos os animais: a mesma família de genes do desenvolvimento organiza uma mosca, um camundongo e um ser humano. O que difere entre as espécies não são tanto esses genes quanto onde, quando e com que intensidade eles são ligados. Uma mudança na regulação de um gene do desenvolvimento pode alterar a forma de uma parte do corpo ou o número de partes repetidas sem mudar nenhuma proteína.

Evidências. Os genes que definem as regiões do tronco são expressos na mesma ordem da cabeça à cauda num camundongo e numa píton; na píton, a região que faz vértebras com costelas se estende por quase todo o corpo, e a região que faria membros nunca recebe o sinal para isso: trezentas vértebras e nenhuma perna, a partir dos mesmos genes expressos ao longo de extensões diferentes. Entre os tentilhões de Darwin, a altura do bico acompanha o nível em que um sinal de crescimento é expresso no bico embrionário: mais sinal, bico mais alto. Elevar esse sinal artificialmente num embrião de galinha produz um bico alto, parecido com o de um tentilhão. ∎

Os mesmos genes, extensões diferentes. Os genes regionais que padronizam o tronco são os mesmos num camundongo e numa píton; na píton, o estado “tronco com costelas” é expresso por quase todo o eixo e o sinal formador de membros nunca é dado.
Os mesmos genes, extensões diferentes. Os genes regionais que padronizam o tronco são os mesmos num camundongo e numa píton; na píton, o estado “tronco com costelas” é expresso por quase todo o eixo e o sinal formador de membros nunca é dado.

Exemplo 24.6 (Bicos por dose)

Treze espécies de tentilhão de um mesmo grupo de ilhas têm bicos que vão do fino como uma agulha ao alto como um quebra-nozes, e comem de acordo. Os genes do bico deles são os mesmos; os embriões das espécies de bico alto expressam um sinal de crescimento mais cedo e com mais intensidade no tecido que vira o bico. Uma única mudança no momento ou na quantidade de um sinal, e não um gene novo, separa um comedor de insetos de um quebrador de sementes — e é por isso que diferenças assim conseguem surgir em alguns milhares de gerações.

Quatro dos tentilhões de Darwin, desenhados por John Gould em 1845 a partir dos espécimes que o Beagle trouxe de volta: a mesma ave em todos os outros aspectos, com bicos que vão de um quebra-nozes a uma agulha. Um sinal de crescimento, dosado de modo diferente no embrião, os separa. Gravura, domínio público.
Quatro dos tentilhões de Darwin, desenhados por John Gould em 1845 a partir dos espécimes que o Beagle trouxe de volta: a mesma ave em todos os outros aspectos, com bicos que vão de um quebra-nozes a uma agulha. Um sinal de crescimento, dosado de modo diferente no embrião, os separa. Gravura, domínio público.

24.4 Viver junto: a simbiose

Definição 24.7 (Simbiose)

Uma simbiose é uma associação duradoura e estreita de duas espécies da qual as duas se beneficiam. Um líquen é um fungo que abriga células de algas que o alimentam por fotossíntese enquanto ele as abriga e as mantém úmidas; um coral é um animal que abriga algas nos tecidos dele; as raízes da maioria das plantas são envolvidas por fungos que fornecem minerais em troca de açúcar; os intestinos dos animais abrigam bactérias que digerem o que o animal não consegue. A associação produz organismos, estruturas e modos de vida que nenhum dos parceiros conseguiria alcançar sozinho.

Líquenes num bloco de granito. Cada mancha é um fungo e uma alga crescidos num só corpo: uma forma de vida, capaz de colonizar rocha nua, que nenhum dos parceiros consegue assumir sozinho.
Líquenes num bloco de granito. Cada mancha é um fungo e uma alga crescidos num só corpo: uma forma de vida, capaz de colonizar rocha nua, que nenhum dos parceiros consegue assumir sozinho.

Proposição 24.8 (A simbiose dentro de cada célula)

As mitocôndrias de toda célula eucariótica, e os cloroplastos das células vegetais, descendem de bactérias de vida livre que foram engolfadas por uma célula ancestral há uns dois bilhões de anos e ficaram. A própria célula eucariótica é o resultado de uma simbiose.

Evidências. As mitocôndrias e os cloroplastos têm DNA próprio, um pequeno círculo como o de uma bactéria, e ribossomos próprios, do tipo bacteriano, sensíveis aos antibióticos que bloqueiam os ribossomos bacterianos mas não os eucarióticos; eles se multiplicam dividindo-se em dois e não podem ser fabricados de novo pela célula; eles são envolvidos por duas membranas, com a interna se parecendo com uma membrana bacteriana; e os genes deles são os mais próximos, em sequência, dos de grupos específicos de bactérias vivas — bactérias púrpuras para as mitocôndrias, cianobactérias para os cloroplastos. ∎

A origem das mitocôndrias. Uma bactéria engolfada por uma célula ancestral foi conservada e se multiplicou dentro dela; os descendentes dela são as mitocôndrias de todo eucarionte, ainda com o DNA e os ribossomos bacterianos próprios. Os cloroplastos surgiram do mesmo jeito, a partir de uma bactéria fotossintetizante.
A origem das mitocôndrias. Uma bactéria engolfada por uma célula ancestral foi conservada e se multiplicou dentro dela; os descendentes dela são as mitocôndrias de todo eucarionte, ainda com o DNA e os ribossomos bacterianos próprios. Os cloroplastos surgiram do mesmo jeito, a partir de uma bactéria fotossintetizante.

24.5 Diversidade sem genes: o comportamento

Proposição 24.9 (Comportamento transmitido)

Em muitos animais, parte do que um indivíduo faz é aprendida com os outros — por imitação, ensino ou cópia — e passada adiante por sua vez: uma cultura, transmitida sem genes. Populações de uma mesma espécie podem, portanto, diferir em comportamento como diferem em alelos, e um comportamento pode se espalhar por uma população em uma geração, em vez das muitas de que uma mutação precisaria.

Evidências. Comunidades de chimpanzés de florestas diferentes usam ferramentas diferentes — pedras para quebrar nozes aqui, gravetos para pescar cupins ali, folhas como esponjas em outro lugar — e as diferenças não acompanham o parentesco genético nem a disponibilidade de materiais; um chimpanzé jovem adquire o repertório da comunidade dele observando os mais velhos. Aves canoras criadas em isolamento cantam um canto tosco; criadas ouvindo adultos, elas cantam o dialeto local, que muda ao longo de uma área como um sotaque humano. Um bando de macacas de uma ilha aprendeu a lavar batatas-doces no mar com uma jovem fêmea em menos de uma década, e os descendentes dele continuam fazendo isso. ∎

Um chimpanzé pescando cupins com um graveto preparado. A técnica é aprendida pela observação, e difere de uma comunidade para outra: uma tradição, transmitida sem genes.
Um chimpanzé pescando cupins com um graveto preparado. A técnica é aprendida pela observação, e difere de uma comunidade para outra: uma tradição, transmitida sem genes.

Método 24.10 (Nomear a fonte de uma diferença)

Diante de uma diferença entre dois organismos ou duas populações:

  1. Ela está na sequência de um gene (mutação, alelo)? No número de cópias de um gene (duplicação)? Na presença de um gene vindo de outro lugar (transferência horizontal)? No número de conjuntos de cromossomos (poliploidia)?
  2. Ela está em quando, onde ou quanto um gene compartilhado é expresso durante o desenvolvimento (regulação)?
  3. Ela é resultado de uma associação com outra espécie (simbiose)?
  4. Ela é aprendida (comportamento transmitido pela cultura) — herdada, mas não geneticamente?

Mais de uma resposta costuma estar certa; as perguntas são o inventário deste capítulo.

Observação 24.11 (Diversificação e seleção)

Todo processo daqui produz variação; nenhum deles decide o que sobrevive. Um trigo poliploide, o padrão de expressão de uma píton, um líquen, uma tradição de quebrar nozes persistiram cada um porque funcionava onde surgiu. A separação da variação — a seleção, e o acaso — é assunto do capítulo seguinte; este expôs quanta coisa há para separar, e quantos modos existem de produzi-la.

24.6 Exercícios

Exercício 24.2 ★

O que é uma família gênica, e como uma delas surge?

Solução

Solução de Exercício 24.2.

Um conjunto de genes aparentados descendentes de um gene ancestral por duplicações sucessivas, com cada cópia divergindo depois por mutação para uma função distinta (opsinas, globinas).

Exercício 24.3 ★

Por que um híbrido entre duas espécies em geral é estéril, e como a duplicação dos cromossomos pode torná-lo fértil?

Solução

Solução de Exercício 24.3.

Os cromossomos dele, um conjunto de cada espécie genitora, não têm homólogos para se emparelhar na meiose, e assim os gametas ficam desequilibrados. A duplicação dá a cada cromossomo um parceiro idêntico: o emparelhamento e a meiose ficam regulares e a planta é fértil.

Exercício 24.4 ★

Dê três linhas de evidência de que as mitocôndrias descendem de bactérias.

Solução

Solução de Exercício 24.4.

DNA circular próprio; ribossomos do tipo bacteriano sensíveis aos antibióticos antibacterianos; multiplicação por divisão; uma membrana dupla; sequências mais próximas de um grupo de bactérias vivas.

Exercício 24.5 ★

O que se quer dizer com uma cultura nos animais? Dê um exemplo.

Solução

Solução de Exercício 24.5.

Um comportamento aprendido com os outros membros do grupo e passado adiante sem genes: a quebra de nozes com pedras em algumas comunidades de chimpanzés e em outras não.

Exercício 24.6 ★★

O trigo emmer tem 2n=282n = 28 e o einkorn 2n=142n = 14. Quantos cromossomos tem o híbrido deles, e quantos pares conseguem se formar na meiose dele? Explique a esterilidade dele.

Solução

Solução de Exercício 24.6.

14+7=2114 + 7 = 21 cromossomos: 7 A do einkorn, 7 A e 7 B do emmer. Sete pares (A com A) conseguem se formar; os 7 cromossomos B não têm parceiro e se distribuem ao acaso, e assim os gametas ficam desequilibrados: estéril.

Exercício 24.7 ★★

Os genes das globinas α\alpha e β\beta são 50% idênticos; os genes β\beta e γ\gamma, 80%. Que duplicação é mais antiga? Desenhe a árvore.

Solução

Solução de Exercício 24.7.

A separação α\alpha–β\beta (50% idênticos) é mais antiga que a separação β\beta–γ\gamma (80%): α\alpha se ramifica primeiro, e depois β\beta e γ\gamma se separam um do outro.

Exercício 24.8 ★★

Explique como uma píton pode não ter pernas, embora carregue os genes que constroem pernas num lagarto.

Solução

Solução de Exercício 24.8.

Os genes dos membros estão presentes, mas o sinal que os liga no flanco do embrião não é dado, ou é dado e depois interrompido; a diferença está na regulação da expressão, não nos genes.

Exercício 24.9 ★★

Duas espécies de tentilhão diferem na altura do bico por um fator de dois, mas têm genes do bico idênticos. Onde está a diferença, e por que ela pode surgir depressa?

Solução

Solução de Exercício 24.9.

Na quantidade e no momento de um sinal de crescimento no bico embrionário: uma diferença de regulação. Uma mudança de regulação precisa apenas de uma pequena mutação numa sequência de controle, enquanto uma proteína nova precisaria de muitas; ela pode surgir e ser selecionada em alguns milhares de gerações.

Exercício 24.10 ★★

Um líquen cultivado só a partir do fungo dele é um bolor sem forma; só a partir da alga, uma película verde. Explique em que sentido o líquen é um tipo novo de organismo.

Solução

Solução de Exercício 24.10.

A forma dele, a capacidade dele de colonizar rocha nua, a resistência dele à seca e o crescimento lento dele não pertencem a nenhum dos parceiros sozinho; eles emergem da associação. O líquen é um organismo composto, com propriedades próprias.

Exercício 24.11 ★★

Uma população de chimpanzés quebra nozes; uma vizinha, do outro lado de um rio, não quebra, embora haja nozes e pedras de sobra dos dois lados. Usando o Método 24.10, decida a fonte da diferença e justifique.

Solução

Solução de Exercício 24.11.

Comportamento transmitido: os materiais estão disponíveis dos dois lados, as populações são próximas geneticamente, e a diferença acompanha o rio — uma barreira ao contato e, portanto, ao aprendizado, não aos genes nem aos recursos.

Exercício 24.12 ★★★

Um gene do genoma humano é quase idêntico a um gene de um vírus e a nada em nenhum outro mamífero exceto os primatas. Proponha a história dele, e diga como você a testaria.

Solução

Solução de Exercício 24.12.

Um vírus inseriu o gene dele no genoma da célula germinativa de um ancestral dos primatas há algumas dezenas de milhões de anos; o gene foi herdado e conservado. Teste: o mesmo gene deve estar na mesma posição cromossômica em todos os primatas e estar ausente dessa posição nos outros mamíferos; a sequência dele deve ser a mais próxima da do vírus.

Exercício 24.13 ★★★

Os antibióticos que bloqueiam os ribossomos bacterianos têm efeitos colaterais sobre as mitocôndrias do paciente em doses altas. Explique por quê, e o que isso diz sobre a ancestralidade das mitocôndrias.

Solução

Solução de Exercício 24.13.

Os ribossomos mitocondriais são do tipo bacteriano e ligam os mesmos antibióticos: em doses altas o medicamento retarda a síntese de proteínas das mitocôndrias. A sensibilidade é herdada do ancestral bacteriano das mitocôndrias.

Exercício 24.14 ★★★

Explique por que uma espécie poliploide nova fica isolada dos genitores dela desde a primeira geração, enquanto um alelo novo leva muitas gerações para se espalhar. O que isso implica sobre a velocidade com que espécies de plantas podem se formar?

Solução

Solução de Exercício 24.14.

O número de cromossomos do poliploide não bate mais com o de nenhum dos genitores, e assim os cruzamentos com eles dão descendentes estéreis: o isolamento é imediato. Um alelo novo precisa se espalhar por uma população ao longo de muitas gerações antes de distinguir um grupo. Uma espécie de planta pode, portanto, surgir numa única geração.

Exercício 24.15 ★★★

“Toda a diversidade vem da mutação.” Discuta num parágrafo: em que sentido a afirmação é verdadeira no fundo, e em que sentidos os processos deste capítulo vão além dela.

Solução

Solução de Exercício 24.15.

No fundo, toda sequência nova — uma cópia duplicada que diverge, uma mudança de regulação, os genes de um plasmídeo transferido — começou como uma mutação em algum lugar. Mas a duplicação, a transferência e a poliploidia movem e multiplicam genes e genomas inteiros de uma vez; a mudança de regulação produz formas novas sem proteínas novas; a simbiose combina genomas de espécies diferentes; e a cultura transmite variação sem gene nenhum. A mutação fornece as letras; esses processos reorganizam páginas e livros inteiros.

24.7 Problema: três gramíneas num pão

Problema 24.1

Problema de fim de semana — a história do trigo comum reconstruída a partir dos cromossomos, os genes de uma píton lidos ao lado dos de um camundongo, e a bactéria de dentro de cada célula posta em julgamento

O einkorn (AA), o aegilops 1 (BB) e o aegilops 2 (DD) têm cada um 2n=142n = 14. O emmer é AABB e o trigo comum AABBDD.

Parte I — Os cromossomos do trigo.

  1. Dê o número de cromossomos do emmer e do trigo comum.
  2. O híbrido de einkorn e aegilops 1 tem 14 cromossomos, 7 de cada tipo. Quantos pares de homólogos se formam na meiose dele? Como são os gametas dele?
  3. Explique por que uma duplicação dos cromossomos dele restaura a fertilidade: conte os pares.
  4. O híbrido de emmer e aegilops 2 tem 21 cromossomos. Quais deles conseguem se emparelhar, e por que ele é estéril?
  5. Depois da duplicação, o trigo comum tem 42. Quantos pares se formam na meiose dele, e quantos cromossomos um grão de pólen carrega?

Parte II — Ler a história.

  1. O trigo comum carrega três cópias da maioria dos genes, uma em cada conjunto. Explique por que uma mutação que destrua uma cópia em geral não tem efeito visível, e o que isso permite com o tempo.
  2. O emmer foi cultivado há 10 000 anos e o trigo comum aparece em sítios arqueológicos há 8 000 anos. Onde e quando provavelmente aconteceu a segunda hibridação? O que precisava estar crescendo lado a lado?
  3. Cruzamentos de laboratório de emmer com aegilops 2, seguidos de duplicação química, dão plantas férteis parecidas com o trigo comum. Que conclusão dessa história isso confirma?
  4. O trigo comum não consegue se cruzar com o einkorn e dar descendentes férteis. Ele é uma espécie separada? Justifique com a definição do Capítulo 5.
  5. Um melhorista quer introduzir no trigo comum um gene de resistência a doenças vindo do aegilops 2. Explique por que isso é mais fácil do que a partir de uma planta sem parentesco.

Parte III — Os genes da píton.

  1. Os genes regionais do tronco são 98% idênticos entre o camundongo e a píton. O que isso diz sobre a fonte da diferença entre os corpos deles?
  2. No embrião do camundongo, o gene do “tronco com costelas” está ativo em 13 segmentos; na píton, em cerca de 300. Nomeie o tipo de mudança envolvido.
  3. O embrião da píton forma pequenos brotos onde ficariam os membros posteriores, que depois param de crescer. O que isso sugere sobre os genes dos membros e sobre o sinal que os ativaria?
  4. Camundongos modificados para expressar o gene do “tronco com costelas” na região lombar desenvolvem costelas a mais ali. O que esse experimento acrescenta à comparação?
  5. Compare os dois tipos de mudança: a do trigo comum e a da píton. Qual delas mudou o tamanho do genoma, e qual mudou o uso dele?

Parte IV — A bactéria de dentro.

  1. Liste quatro traços das mitocôndrias que combinam com uma origem bacteriana e, para cada um, diga o que você esperaria se as mitocôndrias tivessem sido construídas do zero pela célula.
  2. O DNA mitocondrial carrega apenas 37 genes, enquanto a mitocôndria precisa de cerca de 1500 proteínas. Onde estão os outros genes, e o que aconteceu com eles ao longo de dois bilhões de anos?
  3. Todas as mitocôndrias de uma pessoa vêm do óvulo, nenhuma do espermatozoide. O que decorre disso para a herança dos genes mitocondriais e para rastrear a ancestralidade materna?
  4. Um líquen e uma mitocôndria são os dois simbioses. Em que aspecto a da mitocôndria foi mais longe?
  5. Enuncie o resultado: as três espécies de um pão e o número de cromossomos que cada uma forneceu; a única palavra que nomeia o que difere entre o uso que a píton e o camundongo fazem dos genes compartilhados deles; e a organela que é uma antiga bactéria.
Solução

Solução de Problema 24.1.

1. Emmer 28, trigo comum 42.

2. Nenhum: os cromossomos A e B não são homólogos. Os gametas recebem sortimentos aleatórios dos 14, quase nunca um conjunto completo.

3. Com 28 cromossomos, cada A tem um parceiro A idêntico e cada B um B: 14 pares, meiose regular, gametas equilibrados de 14.

4. Nenhum consegue se emparelhar: 7 cromossomos A, 7 B e 7 D, cada um sem homólogo. Estéril.

5. 21 pares; um grão de pólen carrega 21.

6. As outras duas cópias continuam fornecendo a proteína. As cópias redundantes ficam livres para acumular mutações e divergir — duplicação na escala de um genoma inteiro.

7. Nos campos da região onde o emmer era cultivado, entre 10 000 e 8 000 anos atrás, com o aegilops silvestre 2 crescendo como erva daninha no meio da lavoura.

8. Que os dois passos — hibridação e duplicação — bastam para produzir o trigo comum a partir dos genitores dele: a história pode ser refeita.

9. Sim: ele não consegue produzir descendentes férteis com o einkorn, e assim, pela definição, é uma espécie distinta, embora descenda dele.

10. Os cromossomos D do aegilops 2 são homólogos ao conjunto D do trigo e se emparelham com ele, e assim um cruzamento seguido de retrocruzamentos consegue introduzir o gene; os cromossomos de uma planta sem parentesco não se emparelhariam de jeito nenhum.

11. Os genes em si quase não diferem; a diferença entre os corpos deve estar no modo como os genes são usados.

12. Uma mudança na regulação da expressão — a extensão da região ao longo do eixo em que o gene fica ativo.

13. Os genes dos membros estão presentes e começam a agir; o sinal que sustenta o crescimento do membro está faltando, e assim os brotos param. De novo a regulação, e não a perda dos genes.

14. Ele mostra que mudar onde o gene é expresso basta para mudar a região do corpo: a correlação entre expressão e forma é causal.

15. A mudança do trigo comum acrescentou conjuntos inteiros ao genoma (o tamanho dele); a da píton mudou onde os genes compartilhados são usados (a regulação deles).

16. DNA circular próprio (esperado: nenhum, todos os genes nucleares); ribossomos bacterianos (esperado: ribossomos eucarióticos); multiplicação por divisão (esperado: montagem a partir de peças); membrana dupla (esperado: uma membrana única como a das outras organelas). E os genes deles se parecem com genes bacterianos (esperado: genes do tipo nuclear).

17. No núcleo: com o tempo, a maioria dos genes da bactéria foi transferida para o genoma nuclear, e o genoma próprio da organela encolheu até virar um resquício.

18. Os genes mitocondriais passam apenas de mãe para filho; o DNA mitocondrial de uma pessoa traça a linha materna ininterrupta.

19. A mitocôndria cedeu a maior parte dos genes dela ao hospedeiro e não consegue existir fora da célula; os parceiros do líquen conservam os genomas deles e podem, com dificuldade, ser separados.

20. Einkorn (14, A), aegilops 1 (14, B), aegilops 2 (14, D): 42 cromossomos; “regulação”; a mitocôndria.

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