UMA RUPTURA NA BUSCA DA ORIGEM DA VIDA COMPLEXA.

Um grupo de microrganismos recentemente descobertos, nomeados de acordo com deuses nórdicos, pode pertencer à linhagem de que nós evoluímos.

Yellowstone National Park, onde alguns dos microrganismos Asgard foram encontrados.

Yellowstone National Park, onde alguns dos microrganismos Asgard foram encontrados.

Na mitologia nórdica, os seres humanos e nosso mundo foram criados por um panteão de deuses que viviam no reino de Asgard. Como se vê, essas histórias têm um grão de verdade para eles.

Graças a uma equipe de cientistas liderada por Thijs Ettema, Asgard é agora também o nome de um grande clã de microrganismos. Seus membros, que recebem o nome de deuses nórdicos como Odin, Thor, Loki e Heimdall, são encontrados em todo o mundo. Muitos deles são raros e ninguém realmente os viu sob um microscópio. Mas graças ao seu DNA, sabemos que existem. E sabemos que eles são singularmente importantes para nós, porque eles podem muito bem ser o grupo de que evoluímos.

Se Ettema estiver certo, então cerca de dois bilhões de anos atrás, um microrganismo Asgardiano (ou um parente muito próximo) participou de um evento único que deu origem aos eucariotos. Esse é o grupo que inclui seres humanos, nossos companheiros animais, plantas, fungos e todos os seres vivos feitos de células grandes e complexas – todos os seres vivos com os quais estamos mais familiarizados e todos os que podemos ver. Nossas origens se encontram em Asgard, ou ao lado dela.

Para entender essa história, temos de voltar ao começo. A Terra foi criada há cerca de 4,5 bilhões de anos e, a julgar por alguns fósseis antiquíssimos, a vida surgiu relativamente pouco tempo depois. Durante muito tempo, os seres vivos pertenciam a dois grandes domínios: as bactérias e as arqueas, ambas microscópicas e ambas constituídas por células isoladas. Esse foi o status quo por pelo menos 1,7 bilhões de anos, até que os dois domínios foram acompanhados por um terceiro: os eucariotos. E eram muito diferentes.

As células eucarióticas são geralmente muito maiores do que bactérias ou arqueas. Eles também têm genomas maiores. Eles têm compartimentos internos que agem como nossos órgãos, cada um com seu próprio trabalho especial. Eles têm um esqueleto interno que atua como uma rede de transporte de moléculas. Há um enorme abismo de complexidade que os separa dos outros dois domínios. É um golfo que nunca foi cruzado uma vez na história da vida. Bactérias e arqueas são capazes de incríveis proezas de evolução, mas em mais de 3,7 bilhões de anos de existência, nenhum deles evoluiu para qualquer coisa que se aproxima de uma célula eucariótica – exceto uma vez. Por quê?

Uma possível resposta, que já escrevi antes, diz que eukaryota foram criados através de uma incrivelmente improvável fusão entre os membros dos outros dois domínios. De alguma forma, uma bactéria encontrou seu caminho dentro de uma arquea e, em vez de ser digerido ou destruído, tornou-se uma parte permanente de seu hospedeiro. Ao fazê-lo, proporcionou a arquea uma fonte extra de energia, que lhe permitiu aumentar, acumular mais genes e evoluir novos caminhos que anteriormente eram inacessíveis a ele. Essa célula de fusão deu origem aos eucariotos e a bactéria acabou por se transformar em mitocôndrias – pequenas estruturas em forma de feijão que ainda alimentam células eucarióticas até hoje.

Possível história de origem para eucariotas. Crédito: Nature Publishing Group.

Possível história de origem dos eucariotas. Crédito: Nature Publishing Group.

Uma vez que os eucariotas evoluíram, eles repetidamente engolfaram microrganismos e se fundidos a eles – um processo chamado endossimbiose. Mas isso é muito mais fácil de fazer quando a célula hospedeira já é grande e pode engolir vizinhos menores. Se o anfitrião é um arquea, o talento torna-se muito mais difícil e muito mais improvável. Talvez seja por isso que a fusão entre uma arquea e uma bactéria – aquela que deu origem às mitocôndrias e pode ter gerado os eucariotos – e só aconteceu uma vez.

Como eram esses dois antigos parceiros? Sabemos que a bactéria pertenceu a um grupo chamado as α-proteobacterias (que também inclui Wolbachia, um micróbio que eu tenho repetidamente escrito sobre aqui). Mas até recentemente, ninguém sabia nada sobre a arquea anfitriã.

Ettema mudou isso em 2015. Sua equipe na universidade de Uppsala coletou amostras do sedimento do castelo de Loki – um campo de respiradouros hidrotermais que encontram-se entre Greenland e Noruega, em profundidades de 2.300 medidores. Analisando o DNA dentro de sua amostra, a equipe identificou uma nova arquea que eles chamaram de Lokiarchaeota (low-key-ar-kay-oh-tuh). Seu DNA revelou que eles são os parentes vivos mais próximos de todos os eucariotos. São as melhores aproximações que temos para aquela arquea ancestral que deu origem a todos nós.

Loki não está sozinho. No ano passado, outro grupo liderado por Brett Baker, da Universidade do Texas, em Austin, descobriu um grupo relacionado de arquea na lama do Rio Carvalho Branco da Carolina do Norte; continuando os estudos, chamaram-no Thorarchaeota. Agora, juntando-se, Ettema, Baker e outros encontraram ainda mais parentes em locais ao redor do mundo: o Parque Nacional de Yellowstone, uma fonte termal na Nova Zelândia, aberturas de águas profundas que se encontram perto de uma ilha japonesa e muitos mais. “Este trabalho é fantástico: sair pelos sedimentos do planeta e desenterrar seres estranhos e maravilhosos que vivem lá”, diz James McInerney da Universidade de Manchester.

Estes microrganismos caem em quatro grupos principais: Lokiarchaeota, Thorarchaeota, Odinarchaeota e Heimdallarchaeota. “Há mais de 50 deuses asgardianos, estamos prontos para os próximos anos”, diz Ettema.

Essas quatro linhagens pertencem a um supergrupo que a equipe chamou Asgard. E nós, eucariotas, sentamo-nos dentro da árvore genealógica Asgardiana, ou apenas fora dela. Descendemos diretamente dos membros do grupo (talvez dentro do ramo de Heimdall), ou de parentes incrivelmente próximos.

Os genomas dos microrganismos Asgardianos possuem muitas surpresas. Quando Ettema olhou para o seu DNA, ele ficou surpreso ao encontrar genes que são supostamente únicos para eucariotas. Alguns são para a construção e remodelação de esqueletos internos, que arqueas não tem. Outros estão envolvidos em capturar pedaços da membrana externa para criar pequenos bolsas que podem mover moléculas ao redor de células grandes – e, ainda assim, as arqueas são pequenas. No entanto, outros estão tipicamente envolvidos em moléculas de transporte entre os compartimentos dentro de células eucarióticas – compartimentos que tipicamente não existem em arqueas.

Quando Ettema encontrou esses genes em Loki há dois anos, outros cientistas ficaram céticos. Talvez fossem de eucariotas que haviam contaminado as amostras de Ettema. Mas a presença de tais genes em outros membros de Asgard, coletados por diferentes equipes de diferentes cantos do mundo, sugere que eles são reais.

Isso não significa que os Asgardianos sejam eucariotos em si, ou mesmo qualquer coisa perto. Como James McInernery e Mary O’Connell escrevem: “A distribuição de genes que anteriormente acreditava-se ser de eucariotas específicos é desigual”, de modo que nenhum Asgardiano único tem “um conjunto completo”. Em vez disso, parece que “os blocos de construção para os eucariotos – definem traços que foram mais prováveis já presente em nossos antepassados arqueanos”, diz Ettema.

Isso se alimenta de um longo e ainda desconcertado debate sobre a origem dos eucariotos. Alguns cientistas acreditam que a bactéria que se tornaria a mitocôndria foi engolida por uma célula hospedeira que já era grande, complexa e a maior parte do caminho para se tornar um eucariota. Outros sustentam que o anfitrião era ainda uma arquea verdadeira, e que foi a fusão que permitiu que se torne mais complexa.

À primeira vista, a presença de genes eucariotas-y em Asgard apoia a ideia anterior. Mas Ettema discorda. Com base em seus genomas, “eles não são células muito sofisticadas, mas eles têm muitos dos componentes certos no lugar”, diz ele. “Eles foram preparados para se tornarem eucariotas.”

Este debate é provavelmente furioso raiva sobre quando e porque ninguém viu realmente os Asgardianos. Na década de 1980, os cientistas desenvolveram formas de identificação de microrganismos, procurando por seu DNA em meio a amostras ambientais. Esta é agora a principal maneira de encontrar novas espécies, mas isso significa que muitos microrganismos – como Loki e seus parentes – só são conhecidos através de seu DNA. Ninguém sabe como eles são.

“Está no topo da nossa lista de prioridades”, diz Ettema. “É crucial que tenhamos um olhar para as células para ver o que eles estão fazendo, mas isso é extremamente difícil. Loki foi descoberto em sedimentos oceânicos de profundidade, onde você não vai todos os dias. Thor e Heimdall estão presentes em ambientes mais rasos, mas são menos de 0,1% da comunidade microbiana total. É como procurar uma agulha em um palheiro, mas estamos trabalhando nisso”.

Fonte: The Atlantic

2 thoughts on “UMA RUPTURA NA BUSCA DA ORIGEM DA VIDA COMPLEXA.

  1. Uma máquina como um carro é um “mecanismo” e não tem propriedades que o possibilitem evoluir ao longo do tempo. Já um ser vivo como uma bacteria é um “organismo”, que possui propriedades conhecidas que lhe permitem evoluir, é uma das muitas diferenças entre “organico e mecânico”. Sendo assim sua analogia é imprópria pois compara coisas muito diferentes, embora você esteja certo sobre a questão lógica de se supor um “salto” especulativo sem nenhuma evidencia direta nenhuma nessa mitologia evolutiva da origem dos eucariotas. Mas ninguem espera mesmo ter evidencias diretas de algo que se aconteceu, aconteceu há bilhões de anos atras (embora existam muitas evidencias indiretas), tudo sempre vai acabar sendo sempre “religioso” sobre tal tema, basta vc escolher a “conto de fadas” que lhe pareça mais provável.
    Eu, por exemplo, acredito que nosso planeta Terra foi “terraformado” por civilizações extraterrestres e que todos os seres vivos foram originados em maior ou menor medida desse processo de evolução dirigida e assistida indiretamente. Acho tal possibilidade mais provável para explicar o que conhecemos (oficialmente e extraoficialmente) sobre o universo, a história dos seres vivos, os limites da TE e do DI, até o momento.

  2. “Esse é o problema, os antigos acreditavam em mitos”
    R: Sim…existiam crenças no senhor do trovão…em gigantes…em deuses meio homem meio animal, etc…

    “os modernos acreditam em ficção científica.”
    R: É…tipo cobras e jumentas conversando com gente…ou pessoas vivendo por 3 dias em barriga de peixe…ou espíritos e almas vivendo em locais imaginários…etc…

    “O moderno Bugatti de mil HP teve origem na roda, nem por isso sua origem foi a roda”
    R: Hhhhmmmmmm…decida-se, ele teve origem na roda ou não?!? O.o

    “é só parar para pensar.”
    R: Isso é uma coisa que você não faz a muuuuito tempo. 🙂

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