GENÉTICA E EVOLUÇÃO DA LONGEVIDADE HUMANA E OS GENES DO COMPORTAMENTO SOCIAL

1. GENÉTICA E EVOLUÇÃO DA LONGEVIDADE HUMANA E OS GENES DO COMPORTAMENTO SOCIAL Profa.Dra. Ivana Beatrice Manica da Cruz Bolsista Produtividade Científica-CNPq Universidade Federal de Santa Maria- Laboratório de Biogenômica do Desenvolvimento e Envelhecimento

2. CONCEITOS BÁSICOS Desenvolvimento

3. TEMPO DE VIDA Nascimento Morte O QUE ENTENDEMOS POR LONGEVIDADE?

4. O QUE ENTENDEMOS POR ENVELHECIMENTO? Modificações que ocorrem em uma cascata organizacional – do nível molecular ao morfo-fisiológico – no período pós-reprodutivo que declinia a capacidade funcional.

5. ENVELHECIMENTO FAZ PARTE DO DESENVOLVIMENTO AMBIENTE CORPO Moléculas Organelas Moléculas Organelas CÉLULAS CÉLULAS CÉLULAS TECIDOS TECIDOS TECIDOS ÓRGÃOS ÓRGÃOS ÓRGÃOS Acúmulo de modificações e disfunções Morte Embriologia Amadurecimento e Fase reprodutiva Envelhecimento Desenvolvimento

6. TEORIAS DO ENVELHECIMENTO • Estocásticas • - Genético-evolutivas Maior corpo de evidências

7. LONGEVIDADE E HERANÇA Seres Humanos Herdabilidade a partir de Estudos Genealógicos ANO No Indivíduos Investigados Herdabilidade • 1918 8.798 - EUA 0,40 • 7.500 – CHINA 0,25 • 1951 12.876 - ESCANDINAVIA 0,28 • 1991 14.549 – EUA 0.20 Herdabilidade 0,25

8. PORQUE MORRER SERIA IMPORTANTE? Extinção da Espécie Abundância de recursos Esgotamento de Recursos

9. Finch, 1990 CATEGORIAS DE ENVELHECIMENTO E LONGEVIDADE DAS ESPÉCIES

10. ENVELHECIMENTO RÁPIDO Modificações associadas ao envelhecimento, após o período reprodutivo, são muito rápidas Salmão

11. ENVELHECIMENTO NEGLIGÍVEL Poucas modificações biológicas detectáveis ao longo do envelhecimento Tartarugas

12. ENVELHECIMENTO INTERMEDIÁRIO Modificações ocorrem de modo mais lento e não uniforme, nos sistemas corporais. Influenciadas por interações genético-ambientais intra-específicas Ser Humano

13. QUESTÕES EMERGENTES - 1 Como pode ocorrer seleção da longevidade E envelhecimento se estas características eventos pós-reprodutivos?

14. QUESTÕES EMERGENTES - 2 Por que o ser humano tem um tempo de vida grande em relação a outras espécies sendo o mais longevo dos primatas? Qual a importância de uma longevidade maior para a nossa espécie?

15. O MAIS APTO SOBREVIVE = Maior prole Efeito Ambiental X X X X X 0 1 2 3 4 n… Gerações

16. SELEÇÃO DA LONGEVIDADE Sir Peter (Brian) MedawarNobel LaureateDirector of the National Institute for Medical Research- London1915-1987 Medawar PB. An unsolved Problem of Biology. H.K. Lewis, 1952; London.

17. Problema não resolvido: Características que se manifestam no período pós-reprodutivo como viver muito, não seriam repassadas geneticamente para a próxima geração!

18. Hipótese da Flutuação Genética Existiriam genes “com características pré-reprodutivas adaptativas” que uma vez selecionados aumentariam a longevidade da espécie”

19. Medawar 1952 Wiliams 1957 Rose 1991 Kirkwood 2002 Seleção da longevidade per se seria difícil Por que a força da seleção natural declina LONGEVIDADE SERIA UM SUB-PRODUTO DE OUTRAS CARACTERÍSTICAS SELECIONADAS!

20. No Ser Humano… Quais seriam as características que poderiam ter influenciado na longevidade?

21. EVOLUÇÃO DO CÉREBRO

22. CÉREBRO HUMANO Grande, complexo, maior tempo de desenvolvimento

23. Bases primitivas da Evolução do Sistema Nervoso: Um longo caminho evolutivo até o cérebro humano Amoeba • Mecanismos químicos associados a: • Irritabilidade • Condutibilidade • Contratilidade

24. ALTERA OS BATIMENTOS DOS COANÓCITOS CONDUÇÃO DIFUSA E CONSTANTE ESTÍMULO PROTO-SISTEMA NERVOSO: ANIMAIS MARINHOS Porifera Sem Reação Ataque-Fuga

25. APARECIMENTO DO SISTEMA NERVOSO Cnidaria Água viva, hidra, corais, anêmonas • Primeiros animais com sistema nervoso • Sistema Nervoso não centralizado (difuso) • Sem cérebro • - Início do movimento de todos os animais Início evolutivo da reação de ataque. Reação de fuga ainda é pouco desenvolvida.

26. APARECIMENTO DO SISTEMA NERVOSO Cnidária

27. APARECIMENTO DA RESPOSTA DE ATAQUE-FUGA HIDROMEDUSAS Cnidária

28. APARECIMENTO DO SISTEMA NERVOSO CENTRAL Platelmintes

29. APARECIMENTO DO PROTO-CÉREBRO E DO ARCO REFLEXO SIMPLES Anelídeos

30. APARECIMENTO DO CÉREBRO Artrópodos

31. AUMENTO NA COMPLEXIDADE DO CÉREBRO Moluscos

32. Somático Simpático Sistema Nervoso Periférico Autônomo Parassimpático Entérico Sistema Nervoso Central EVOLUÇÃO DE UM SISTEMA NERVOSO COMPLEXO: VERTEBRADOS

33. Comparação do Cérebro Peixes Artrópodo Gânglio supraesofágico Anfíbios Gânglio torácico Gânglio abdominal Aves Cerebelo Lobo ótico Cérebro Hemisfério Medula Hipófise Bulbo olfatório Bulbo Ser Humano

34. EVOLUÇÃO HUMANA

35. Lado Oeste Lado Leste Florestas - Macacos Savanas- Homens EVOLUÇÃO DO HOMEM HOMINÍNIZAÇÃO Características Morfológicas Específicas - BIPEDANTISMO – levou a numerosas alterações evolutivas tanto morfológicas quanto comportamentais. Surgimento Teoria atual – East Side Story (Coppens, 1983) Barreira geográfica

36. TENDÊNCIAS EVOLUTIVAS DOS PRIMATAS MORFOLÓGICAS PRIMATAS SUPERIORES – cérebro muito grande em relação ao corpo. Hemisférios cerebrais muito desenvolvidos Adaptação corporal a vida arborícola (Exceção: Homem) Dedos prenseis com polegar oponível Unhas Articulações com grande mobilidade Estrutura quadrúpede Visão estereoscópica

37. TENDÊNCIAS EVOLUTIVAS COMPORTAMENTAIS Adaptação a uma vida em sociedade Exceção: orangotangos Lêmures e galágos Algumas espécies são monogâmicas (Quase todas macacos do Velho Mundo) VANTAGEM DA VIDA EM SOCIEDADE É resultado de características biológicas como: - Um único filho por gestação - Período de crescimento pós-natal prolongado - Predomínio da visão sobre o olfato

38. TENDÊNCIAS EVOLUTIVAS NA SEPARAÇÃO DO RAMO HOMINÍDEO Cérebro grande capacidade funcional Caixa craniana maior que a face Maxilar inferior pouco saliente Dentes com tamanho regular Cabelos longos de crescimento contínuo Pelos corporais escassos Polegares desenvolvidos e oponíveis BIPEDIA Pernas 30% maiores que os braços Corpo com camada subcutânea de gordura

39. TENDÊNCIAS EVOLUTIVAS NA SEPARAÇÃO DO RAMO HOMINÍDEO • - Inteligência superior • - Linguagem articulada • Elaboração de conceitos abstratos • Manufatura de instrumentos • Manuseio de objetos • Vida social complexa • Vida social com esforço cooperativo

40. QUAL O PREÇO A PAGAR PELO BIPEDANTISMO E UM CÉREBRO MAIOR?

41. DESENVOLVIMENTO EMBRIONÁRIO -Cabeça do feto maior causada pelo aumento do cérebro -Estreitamento do quadril causado pela bipedia

42. DESENVOLVIMENTO EMBRIONÁRIO -Cabeça do feto maior causada pelo aumento do cérebro -Estreitamento do quadril causado pela bipedia

43. CONSEQÜÊNCIA… • Criança nasce neurologicamente imatura • Criança com extrema dependência materna e familiar • - Fragilidade materna para a auto-sobrevivência

44. Evolução do amor (pair-bonding)

45. Mulher • Ruptura do ciclo estral (escondido?) • Conseqüência: aceitação sexual do • homem em qualquer • fase do ciclo estral • Menopausa = adaptação evolutiva • Conseqüência: - não competição por • dos filhos com os • netos pelos recursos • - auxilio na sobrevivência • do grupo • - altruísmo

46. Indios Kokama, Sapotal-Tabatinga, Amazonas, 2006

47. Teoria Gerontológica da Avó Mulheres com menopausa na meia idade • -Auxiliariam as filhas no cuidado dos netos • -Repositório de informações relevantes para a sobrevivência • Comportamento altruísta em caso de ataque e predação Presença da avó: -Mais cuidado -Mais chance de sobrevivência da prole -Maior o valor adaptativo (taxa de reprodução) -Aumento da sobrevivência da espécie -Aumento da longevidade como subproduto

48. Homem Genes do Amor Paterno

49. Disputa por recursos • - Caça • Guerra Evidências arqueológicas: • Homem de Neaderthal • Sítio arqueológico La Roche a’Pierrot • 36 mil anos atrás

50. Comportamentos Pair-bonding Disponibilidade Sexual feminina PSICOLOGIA EVOLUCIONISTA* Cuidados da avó Amor paterno Obtenção de recursos Defesa do grupo *Ghiselin, Science, 1973