CASO 3: Porque temos diferentes cores de pele?

CASO 3: Porque temos diferentes cores de pele? Parte 1 Imagina que trabalhas na Organização Mundial de Saúde, integrando uma equipa responsável por escrever recomendações no âmbito da saúde pública, que serão posteriormente adotadas e divulgadas pelos estados membros. Neste momento estás a elaborar um póster com recomendações relativas à exposição solar. São já conhecidos e amplamente divulgados os perigos associados à exposição solar desprotegida, nomeadamente as queimaduras solares, o cancro de pele, certas doenças oftalmológicas e ainda alguns problemas do sistema imunitário. É também do conhecimento geral a importância de evitar as horas de maior incidência solar (entre as 10:00 e as 16:00), usar roupas adequadas, chapéu, óculos de sol e protetor solar. Contudo, começas a reparar que estas mesmas recomendações talvez não sejam aplicáveis a todas as pessoas e a todas as regiões do mundo. De facto, a exposição solar é fundamental para a síntese de vitamina D, que participa em muitos processos fisiológicos do nosso corpo. Atualmente muitos países do mundo registam níveis de vitamina D inferiores aos desejáveis, com graves consequências para o organismo (Fig.1). Fig. 1: Prevalência do risco de inadequação e do risco de deficiência de vitamina D nos Estados Unidos, durante o período 2001-­‐2006. Concentrações iguais ou superiores a 50 nmol/L são consideradas desejáveis, entre 30 e 49 nmol/L são inadequadas, e inferiores a 30 nmol/L são deficientes. Adaptado de (Looker et al., 2011, p. 4). Questões: 1. Quais são as funções da vitamina D no organismo? 2. Como se obtém vitamina D? 3. Quais as possíveis razões para o deficit de vitamina D que existe atualmente a nível global? 4. Como interpretar as diferenças verificadas entre indivíduos com diferentes cores de pele? Sugestões de materiais a consultar • National Institutes of Health: https://ods.od.nih.gov/factsheets/VitaminD-­‐Consumer/ • Declaração Portuguesa da Vitamina D: www.spmi.pt/pdf/Declaracao_Port_VitD_2009_final.pdf Produto: Ao longo do trabalho sobre o caso recolhe, sintetiza e organiza a informação para o póster das "Recomendações relativas à exposição solar". Deves incluir dados acerca dos riscos do excesso e do défice de exposição solar, assim como conselhos acerca de formas de proteção do sol. A elaboração do póster será feita depois de resolveres as 4 partes do cenário. CASO 3: Porque temos diferentes cores de pele? Parte 2 Ao reparares que as consequências da exposição solar diferem consoante a pigmentação da pele, decides explorar melhor o assunto para teres mais dados para o teu trabalho. Primeiro reparas que há uma correlação forte entre a pigmentação da pele das populações indígenas (antes das grandes migrações originadas pelos descobrimentos) e a radiação solar ultravioleta (Fig.2 e Fig.3). Fig. 2: Níveis médios anuais de radiação ultra-­‐violeta (UVR) recebidos à superfície da Terra, com base em dados recolhidos por satélites da NASA. Os níveis de UVR são mais elevados entre os trópicos, especialmente no equador (áreas vermelhas e azuis), apesar da latitude não ser a única condicionante. As latitudes extremamente altas a norte e a sul (áreas a cinzento) recebem níveis muito baixos de UVR, que se concentram no pico do verão. Adaptado de (Jablonski, 2013, n.p.). Fig. 3: Estimativa da cor de pele das populações indígenas baseada na relação entre os níveis medidos de refletância da pele e fatores ambientais (sobretudo a radiação UVR). As cor apresentadas no mapa aproximam-­‐
-­‐se das cores de pele reais. Adaptado de: (Jablonski, 2013, n. p.). (Crédito: Chaplin, 2005). Questões: 5. Qual a relação entre a radiação solar ultravioleta à superfície da Terra e a pigmentação da pele? 6. Porque é que em latitudes mais elevadas a radiação solar é menor? 7. Para além da latitude, que outros fatores que influenciam o nível de radiação ultravioleta à superfície da Terra? Produto: Com estes novos dados, completa a informação para o póster. CASO 3: Porque temos diferentes cores de pele? Parte 3 Decides também explorar as razões para a evolução das várias cores de pele. Como estas resultam de adaptações a diferentes ambientes (nomeadamente diferentes níveis de radiação UV), e são o resultado da atuação da seleção natural, convém recordar como é que este mecanismo de evolução atua (Fig.4). Para a seleção natural atuar sobre determinado traço fenotípico (uma caraterística observável de um indivíduo), são necessários 3 requisitos: 1. Variabilidade do traço 2. Hereditabilidade do traço 3. Diferenças no sucesso reprodutivo (número de filhos que atingem a idade adulta) entre os indivíduos que possuem diferentes variantes desse traço. Variabilidade Hereditabilidade Reprodução diferencial Fig. 4: Os três requisitos para a seleção natural atuar. Adaptado de (University of California Museum of Paleontology, 2015). Repara que os indivíduos não evoluem. Os indivíduos apenas têm maior ou menor número de filhos. O que evolui são as populações, ao longo das gerações. Retomando as cores da pele, sabemos o seguinte em relação aos 3 requisitos apresentados: 1. Variabilidade. A cor de pele é um traço variável entre os indivíduos de uma população, já que, qualquer que seja a população, há sempre indivíduos de cor mais clara e outros mais escura. 2. Hereditabilidade. A cor de pele é, em grande medida, herdada dos nosso progenitores. Há uma pequena margem de variação da cor de pele que resulta da nossa exposição ao sol (quando ficamos bronzeados), mas a nossa cor constitutiva é determinada geneticamente. 3. Reprodução diferencial. A cor de pele clara e a cor de pele escura são duas variantes do mesmo traço (cor de pele). Se a cor de pele escura predomina na região entre os trópicos, então é porque, ao longo da evolução nesta região, os indivíduos com pele mais escura tinham maior sucesso reprodutivo do que os indivíduos com pele mais clara. Pelo contrário, nas regiões de latitude mais elevada, a norte, passar-­‐se-­‐ía o inverso: os indivíduos com pele mais clara tinham maior sucesso reprodutivo do que os indivíduos com mais pele escura. Estas diferenças no sucesso reprodutivo, traduzem-­‐se, ao fim de muitas gerações, na evolução da cor da pele na população. Questões: 8. Antes de consultares outras fontes, és capaz de criar hipóteses explicativas para a evolução da pele escura na região entre os Trópicos? 9. E para a evolução da pele clara nas regiões de latitude superior? CASO 3: Porque temos diferentes cores de pele? Parte 4 Após alguma pesquisa, encontras um artigo escrito por dois investigadores -­‐ Nina Jablonski e George Chaplin -­‐ que têm estudado o tema. Aqui estão sumarizadas as conclusões da sua investigação: •
•
•
•
Depois de perderem os pelos do corpo, que foi uma adaptação para eliminar com maior facilidade o excesso de calor, os hominíneos começaram a ter uma pele cada vez mais pigmentada (mais escura). Inicialmente os cientistas pensavam que esta pigmentação apareceu para proteger a pele do cancro causado pela radiação ultravioleta. Contudo, os cancros de pele tendem a aparecer mais tarde do que a idade reprodutiva, por isso esta hipótese foi descartada. Uma hipótese alternativa sugere que a cor de pele escura evoluiu para proteger o ácido fólico (vitamina B9) da degradação por radiação solar, já que este é um nutriente essencial para a fertilidade e o desenvolvimento do feto. Quando os humanos começaram a dispersar-­‐se para latitudes mais elevadas fora de África, a pele demasiado escura bloqueava a luz solar necessária para catalisar a produção de vitamina D (que é crucial para os ossos da mãe e do feto) e portanto a pele evoluiu, tornando-­‐se mais clara nestas regiões. Em suma, a pele foi evoluindo de modo a ser clara o suficiente para produzir a vitamina D necessária, mas também escura o suficiente para proteger o ácido fólico (vitamina B9). Deste equilíbrio decorre o padrão de distribuição das cores de pele. Como resultado de migrações recentes, muitas pessoas vivem agora em áreas que recebem mais ou menos radiação ultravioleta do que aquela que é apropriada para a sua cor de pele. Adaptado de (Jablonski & Chaplin, 2002, p.76). Questões: 10. Porque é que a pele é mais escura entre os Trópicos? 11. Por que razão foi descartada a hipótese que apontava o cancro de pele como fator de seleção? 12. Quando os humanos começaram a sair de África, porque é que a pele evoluiu, tornando-­‐se mais clara, nas latitudes mais elevadas? Produto: Por fim, com estes novos dados acerca da evolução das cores de pele, tens mais informações para o teu póster das "Recomendações relativas à exposição solar". Que conselhos dás às pessoas de pele clara que habitem em regiões de intensa radiação solar? E a indivíduos de pele escura que habitem em regiões de radiação solar fraca? Para a elaboração gráfica do póster, lembra-­‐te que deverá haver um equilíbrio entre texto e imagem e que a informação deverá ser clara, objetiva e de fácil compreensão. Sugestões de materiais a consultar • Índice ultravioleta no site do Instituto do mar e da atmosfera: www.ipma.pt/pt/ambiente/uv/ • Organização Mundial de Saúde: www.who.int/uv/health/en/ • Associação Portuguesa de Cancro Cutâneo: www.apcancrocutaneo.pt/