Essa forma de vida misteriosa poderia revelar as origens da vida complexa

Por , em 11.09.2019

Um estudo liderado pela Agência Japonesa para Ciência e Tecnologia da Terra Marinha (JAMSTEC), em colaboração com outras instituições do Japão, conseguiu cultivar e estudar uma nova forma de vida em laboratório que pode ser a chave para entendermos como surgiram as células eucariontes, que deram origem à vida complexa do planeta.

Os domínios da vida

A vida complexa é feita de células eucariontes – isto inclui plantas, fungos, animais e seres humanos. Além do domínio taxonômico Eukariota, temos também o Prokaryota, formado por células procariontes, que engloba, por exemplo, as bactérias.

A principal diferença entre células eucariontes e procariontes é que estas últimas não têm estruturas como núcleo e outras organelas ligadas à membrana.

Existem outros domínios que não possuem células com estruturas complexas, como as arqueias, morfologicamente semelhantes às bactérias, mas suficientemente distintas genética e bioquimicamente destas e dos eucariotas para serem isoladas no seu próprio grupo, o Archea.

A árvore da vida estava bem bonita assim, dividida entre estes três domínios, até cientistas japoneses descobrirem os Lokiarchaeota em 2006.

Lokiarchaeota

Os Lokiarchaeota foram nomeados assim por conta do local onde foram descobertos: o campo hidrotermal conhecido como “Castelo de Loki”, com cinco fontes hidrotermais, situado entre a Groelândia e a Noruega a uma profundidade de 2.352 metros.

Os organismos pareciam pertencer ao domínio Archaea, mas tinham características genômicas semelhantes aos Eukaryota.

Depois de cultivar as amostras por cinco anos em laboratório, dentro de um biorreator de metano que imitava as condições das fontes hidrotermais, os pesquisadores finalmente viram os organismos começarem a se multiplicar.

Em seguida, fizeram análises de RNA e passaram a isolar e dividir a população para ver como ela se desenvolvia.

Simbiose

Enquanto populações de bactérias costumam levar apenas meia hora para dobrar de tamanho, os Lokiarchaeota levaram 20 dias. Em média, demoravam três meses para atingir seu crescimento ideal. Combinações diferentes de nutrientes não pareciam trazer resultados melhores.

Depois de 12 anos estudando o organismo, nomeado Prometheoarchaeum syntrophicum, os cientistas perceberam que eles apenas cresciam na presença de um ou dois outros micróbios, a arqueia Methanogenium e a bactéria Halodesulfovibrio.

Quando Prometheoarchaeum quebra aminoácidos em alimento, produz hidrogênio que os outros organismos consomem. Sem eles para fazer isso, todo o hidrogênio em volta do Prometheoarchaeum atrapalha seu crescimento. Ou seja, este organismo gosta de viver em uma relação simbiótica.

Um passo dado, muitos outros à frente

Nos últimos anos, mais organismos semelhantes a arqueias, porém próximos dos eucariotas, têm sido descobertos por cientistas, como Thorarchaeota, Odinarchaeota e Heimdallarchaeota. Estes são conhecidos coletivamente como “Asgard”.

Uma das teorias dos pesquisadores é de que estes organismos semelhantes a arqueias, como Asgard ou Lokiarchaeota, são a origem da vida eucariota, talvez após ter engolido uma bactéria ou qualquer outra coisa do tipo.

Quando os Lokiarchaeota foram examinados sob um microscópio, os cientistas japoneses concluíram que eles possuíam formatos estranhos para arqueias, como tentáculos longos nos quais seus micróbios “parceiros” ficavam.

Uma hipótese é que, conforme o nível de oxigênio aumentou na Terra, esse organismo dispensou os micróbios comedores de hidrogênio e partiu para uma nova relação simbiótica com bactérias que consumiam oxigênio, aumentando suas chances de sobrevivência e abrindo caminho para a vida complexa eucariota.

Claro, os cientistas ainda precisam de muito mais estudos para poder afirmar isso. Para início de conversa, o Prometheoarchaeum pode ser bem diferente das arqueias que realmente viviam bilhões de anos atrás. Mas este é um primeiro passo interessante na compreensão de como a vida complexa pode ter evoluído.

Um artigo sobre a pesquisa ainda está sendo analisado para publicação, mas já está disponível para leitura (em inglês) no servidor bioRxiv. [ScienceAlert]

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