Bactérias aprendem e planejam o futuro

Bactérias podem antecipar eventos futuros e se preparar para eles, de acordo com uma pesquisa da Universidade de Tel Aviv, Israel. A descoberta mostra que a genética dos microorganismos tem a capacidade de prever o que vai acontecer a seguir em uma sequência de eventos, e começar a responder às mudanças antes que elas ocorram.

A bactéria E. coli, que normalmente passa sem problemas pelo trato digestivo, encontra uma série de ambientes diferentes na sua viagem pelo corpo humano.

A pesquisa descobriu que no corpo, a lactose é seguida pela maltose – dois tipos de açúcares. Yitzhak Pilpel e sua equipe do Departamento de Genética Molecular da Universidade descobriram que a E. coli tem uma resposta genética à lactose, fazendo com que os genes que utilizam a maltose fiquem parcialmente ativados. Quando os cientistas trocaram a ordem dos açúcares, dando maltose primeiro para a bactéria, perceberam que não havia uma ativação dos genes ligados ao consumo de lactose, o que sugere que a bactéria aprendeu naturalmente que o prato principal de maltose vem logo após uma entrada de lactose.

Outro microorganismo que passa por várias mudanças é a levedura do vinho. Quando a fermentação ocorre, os níveis de açucares e ácidos mudam, os níveis de álcool aumentam, e o ambiente da levedura fica mais quente. O sistema de adaptação da levedura é mais complicado que o da E. coli, mas os cientistas descobriram que quando o ambiente começa a esquentar, a levedura ativa genes que lidam com o stress dos outros estágios da fermentação. A antecipação e resposta antecipada aos eventos é uma forma de adaptação evolucionária, que aumenta a chance de sobrevivência dos organismos.

No fim do século XIX, Ivan Pavlov demonstrou como funcionava esse tipo de antecipação – chamada de resposta condicionada – fazendo testes em cachorros. Eles eram treinados a salivar em estímulo a um sino que tocava logo antes de receberem comida. Mesmo quando não recebiam comida, salivavam ao ouvir o sino, até quando reaprenderam a não salivar com o sinal. Pilpel afirma que nos microorganismos o sistema não é diferente: “a evolução através de várias gerações substitui o aprendizado condicionado, mas o resultado final é similar”. “Na evolução e no aprendizado o organismo adapta suas respostas, melhorando sua capacidade de sobrevivência”, afirma.

Um segundo teste, semelhante ao experimento de Pavlov, foi feito para verificar se o comportamento da E. coli era mesmo uma resposta condicionada. Depois de meses recebendo açúcar e lactose, mas não maltose, as bactérias pararam de ativar os genes ativados para o último açúcar quando recebiam lactose. Quando a maltose voltou a ser disponibilizada, elas voltaram a ativar o gene.
Pipel e sua equipe acreditam que a resposta geneticamente condicionada pode ser um meio comum de adaptação evolucionária, que ajuda na sobrevivência de vários organismos, inclusive de humanos. A descoberta pode ajudar na criação de microorganismos geneticamente modificados para produzir biocombustíveis, que, sabendo o próximo passo do processo, poderiam ser mais eficientes. [Science Daily]