Se estamos habituados a dizer que a vida surgiu muito cedo na história da Terra, talvez já há 3,8 ou 4 mil milhões de anos, não devemos esquecer que estas primeiras formas de vida surgiram sob a forma de microorganismos unicelular e sem núcleo (procariontes). Teremos que esperar 2 bilhões de anos para ver o primeiro aparecer eucariontes (células com núcleo), depois mais 1,4 bilhão de anos para que os primeiros animais complexos apareçam.
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Descoberta dos vestígios mais antigos de vida na Terra
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Este último só se desenvolveu realmente durante o Cambriano, há cerca de 530 milhões de anos. A história da vida tem sido, portanto, amplamente dominada por microrganismos excessivamente simples, semelhantes aos nossos. bactérias atual.
Este é um dos grandes mistérios da evolução: por que a vida complexa demorou tanto para aparecer? E como ocorreu essa transição?
A vida animal complexa só teria surgido relativamente tarde, no Cambriano. © Catmando, Adobe Stock
Oxigénio, ambiente e cooperação simbiótica?
A hipótese mais clássica sugere que o aparecimento de oxigénio no ambiente poderia ter desempenhado um papel importante. De facto, deve ser lembrado que antes de 2,4 mil milhões de anos, o ambiente terrestre era quase desprovido de oxigénio livre. Isto aparecerá graças a certas bactérias, que desenvolvem a fotossíntese. Se a princípio este elemento representa um veneno para as formas de vida anaeróbicas, elas rapidamente se adaptarão para aproveitar esta evolução ambiental. No entanto, acontece que o oxigênio permite a produção deenergia muito mais eficiente. Assim “impulsionados”, os micróbios poderiam ter-se permitido testar combinações biológicas mais complexas.
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No entanto, esta hipótese não parece ser a única explicação. De facto, outros factores poderiam ter intervindo: a evolução para condicionantes ambientais mais favoráveis, ou mesmo aendossimbioseque descreve uma estreita colaboração entre dois tipos diferentes de micróbios (um arquéia e uma bactéria), até que a primeira acabe “absorvendo” a outra.
Com o tempo, as bactérias incorporadas teriam se tornado uma parte permanente da célula de Archaea para formar uma mitocôndria. Um mecanismo que foi recentemente apoiado por novas observações.
Conexões vitais e trocas entre dois tipos de micróbios
Os pesquisadores investigaram a natureza e a composição de estranhas estruturas minerais chamadas estromatólitos. Estas pilhas de rochas são, de facto, formadas pela actividade de microrganismos, principalmente cianobactérias (as mesmas que estão na origem da fotossíntese).
O estromatólitos estão, portanto, entre as formas de vida mais antigas das quais temos vestígios fósseis (3,5 mil milhões de anos) e que ainda hoje estão presentes. Eles são encontrados em alguns lugares ao redor do mundo, incluindo Shark Bay, na Austrália.
Estromatólitos atualmente ativos em Shark Bay, Austrália. © Paul Harrison, Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0
Foi também nesta baía de águas quentes e pouco profundas que uma equipa de investigadores recolheu amostras. Nestes estromatólitos modernos, eles conseguiram isolar uma nova espécie de um grupo de micróbios conhecido comoArqueia de Asgardque se acredita ser relativamente próximo dos ancestrais dos eucariontes.
No entanto, a análise detalhada destes micróbios revelou que a archaea estava fisicamente ligada a uma bactéria. através de sua estrutura em nanotubos. Uma simbiose que permite a troca vitaminas, nutrientes E hidrogênioo que poderia ilustrar como a endossimbiose poderia começar.
Micróbios difíceis de observar
Este resultado, publicado na revista Biologia Atualno entanto, não foi fácil de obter. O Arqueia de Asgard são de facto conhecidos por serem muito difíceis de cultivar fora do seu ambiente natural. Foram necessários quase cinco anos de investigação para finalmente conseguir observar a estrutura destes micróbios, graças em particular à técnica de tomografia crioeletrônica, que permite observar o interior das células em 3D. “ O facto de nunca termos conseguido obter estes organismos em cultura pura está provavelmente ligado ao facto de estes sempre dependerem de outros organismos para sobreviverem. », Observa Brendan Burns, coautor do estudo.
Pela primeira vez, os pesquisadores conseguiram observar a simbiose entre uma archaea e uma bactéria originária de estromatólitos. © Iain Duggin, Debnath Ghosal, Brendan Burns, Biologia Atual
“ Esta descoberta aproxima-nos um passo da compreensão de como as células complexas evoluíram a partir de formas de vida microbianas relativamente mais simples. », acrescenta Debnath Ghosal, que também participou da pesquisa.
Uma cooperação estreita e vital que poderá continuar durante milhões ou mesmo milhares de milhões de anos e estar na origem da vida animal complexa. “ É como se estivéssemos subindo lentamente do fundo do mar », conclui Iain Duggin.