Quando o piloto e escritor Antoine de Saint-Exupéry era criança imaginou uma jiboia a engolir um elefante. Anos mais tarde, transformou esse desenho de infância numa das imagens mais famosas de O Principezinho: uma cobra com um elefante dentro. Os adultos veem apenas um chapéu.

Mais de 80 anos depois da publicação deste fenómeno literário mundial, a pergunta ‘como é que o corpo de um vertebrado se torna tão comprido e flexível e, no caso das cobras, completamente desprovido de membros, continua a intrigar os cientistas (e continua também a haver dúvidas se uma cobra conseguiria acomodar um elefante).

“As cobras não têm patas”, explica Moisés Mallo, Group Leader do GIMM. “Mas nem sempre foi assim.”

Os antepassados das cobras eram tetrápodes: vertebrados cujo plano corporal básico incluía quatro membros. Ao longo da evolução, as cobras perderam os membros, ao mesmo tempo que desenvolveram corpos extraordinariamente alongados. Algumas espécies de lagartos seguiram, de forma independente, caminhos evolutivos similares, adquirindo uma aparência semelhante à das cobras e, em alguns casos, perdendo completamente os membros.

Mallo quer perceber como aconteceu esta transformação, recuando até ao momento em que o corpo está a ser formado.

“Se todas as cobras não têm membros, a abordagem clássica para perceber a origem desta característica seria procurar aquilo que é comum a todos estes genomas. No entanto, isto não pode ser algo específico das cobras. Há outros tetrápodes que também não têm membros”, explica.

Num novo projeto, recentemente financiado pelo Human Frontier Science Program (HFSP), o grupo de Mallo, no GIMM, juntou-se a duas equipas da University of Florida e da University of Turku para tentar responder à pergunta “Como perderam as cobras os seus membros?”. O projeto reúne três grupos de investigação em dois continentes. O GIMM, em Portugal, vai coordenar o projeto e liderar as experiências em ratinhos, incluindo a componente da manipulação genética. Na University of Florida, nos Estados Unidos, a equipa de Martin Cohn ficará responsável pelas experiências em répteis, trabalhando com cobras e lagartos. Na Finlândia, a equipa de Laura Elo, da University of Turku, vai liderar a bioinformática e a análise computacional necessárias para interpretar a enorme quantidade de dados gerada pelas duas outras equipas. O projeto começa este setembro e terá um financiamento de 1,2 milhões de dólares ao longo de três anos.

Durante este período, a equipa vai comparar cobras com lagartos que ainda têm patas, mas também com lagartos sem membros e com ratinhos. A chave está em observar o desenvolvimento à medida que este vai acontecendo. Enquanto um embrião está a crescer, as células da sua extremidade posterior vão formando progressivamente o tronco e, depois, a cauda. A transição entre estes dois programas de desenvolvimento é rigorosamente regulada por redes de genes que determinam que estruturas corporais podem formar-se e onde. O trabalho anterior de Mallo mostrou que esta mudança do programa de formação do tronco para o da cauda é um processo fundamental no desenvolvimento dos vertebrados.

“A origem do projeto é exatamente essa: comparar, durante o desenvolvimento, quando esta região está a ser formada, o que é diferente e o que é igual entre os animais com membros e os que não têm membros”, explica Mallo.

Uma possibilidade é que a perda dos membros não resulte simplesmente da desativação dos genes que fazem crescer as patas. Pode, em vez disso, estar relacionada com o momento e o local em que o embrião deixa de formar tronco e começa a formar cauda. “É nesta transição entre a formação do tronco e a formação da cauda que surgem os sinais indutores que fazem aparecer os membros e os órgãos genitais”, explica Mallo.

A hipótese é que alterações no momento em que ocorre esta transição possam perturbar esses sinais ou separá-los dos tecidos que lhes respondem e que dão início à formação dos membros. “Se isto for crescer, crescer, crescer, e depois as duas coisas deixam de estar coordenadas, então não há indução dos membros.”

Mas é preciso testar esta hipótese. Para isso, os investigadores vão tentar saber que genes estão ativos nos embriões em desenvolvimento e que regiões do genoma estão acessíveis à maquinaria molecular que controla a atividade dos genes. Vão comparar estes padrões entre diferentes espécies, procurando as alterações na regulação que acompanham a evolução de um corpo longo e sem membros.

Esta abordagem pode revelar algo que vai muito além da origem das cobras. A investigação de Mallo já mostrou que alterações no momento em que ocorrem determinados programas de desenvolvimento podem ter efeitos profundos na forma do corpo. Nas cobras, por exemplo, a atividade prolongada de reguladores do desenvolvimento, como o Oct4, tem sido associada aos seus troncos excecionalmente longos, uma descoberta que esteve na origem da colaboração entre os grupos de Mallo e Cohn.

Mas o que tem tudo isto a ver com o elefante de Saint-Exupéry?

A capacidade de uma cobra engolir uma refeição enorme não resulta simplesmente da perda das patas. Depende também de adaptações do crânio, das mandíbulas e dos músculos, bem como de um corpo extremamente flexível. Mas, antes de uma cobra poder evoluir para este modo de vida peculiar, a evolução teve de remodelar o seu plano corporal básico. Primeiro surgiu o corpo longo. Depois, a extraordinária flexibilidade que lhe permite acomodar presas muito mais largas do que a sua própria cabeça. Perceber como este plano corporal é construído e como a evolução alterou as instruções de desenvolvimento que lhe dão origem pode, por isso, permitir compreender o animal daquele desenho de Saint-Exupéry: a cobra que engoliu um elefante.