Um dos grandes quebra-cabeças da ciência tem sido a evolução de organismos unicelulares na incrivelmente ampla variedade de flora e fauna que vemos hoje. Como a Terra fez a transição de uma bola de rocha inicialmente sem vida para uma povoada apenas por organismos unicelulares para um mundo repleto de vida mais complexa?
Como os cientistas entendem, os organismos unicelulares começaram a evoluir para formas mais complexas há mais de 500 milhões de anos, quando começaram a formar aglomerados multicelulares. O que não se entende é como esse processo aconteceu. Mas agora, os biólogos estão mais perto de descobrir esse quebra-cabeça, replicando com êxito essa etapa-chave - usando um ingrediente comum na fabricação de pão e cerveja - o fermento comum de Brewer (Saccharomyces cerevisiae) Ao mesmo tempo em que ajuda a resolver enigmas evolutivos aqui na Terra, também por extensão tem influência na questão da evolução biológica em outros planetas ou luas também.
Os resultados foram publicados na edição da semana passada do Anais da Revista da Academia Nacional de Ciências (PNAS).
Leveduras são uma forma microscópica de fungos; eles são unicelulares, mas podem se tornar multicelulares através da formação de uma cadeia de células brotadoras conectadas, como nos bolores. Os experimentos foram baseados nesse fato e, surpreendentemente simples, não haviam sido realizados antes, segundo Will Ratcliff, cientista da Universidade de Minnesota (UMN) e coautor do artigo. "Acho que ninguém nunca havia tentado isso antes", disse ele, acrescentando: "Não há muitos cientistas fazendo evolução experimental, e eles estão tentando responder perguntas sobre evolução, não recriá-la".
Sam Scheiner, diretor do programa da Divisão de Biologia Ambiental da NSF, também acrescenta: “Para entender por que o mundo está cheio de plantas e animais, incluindo seres humanos, precisamos saber como os organismos unicelulares mudaram para viver como um grupo, como organismos multicelulares. Este estudo é o primeiro a observar experimentalmente essa transição, fornecendo uma visão de um evento que ocorreu centenas de milhões de anos atrás. ”
Pensa-se que o passo em direção à complexidade multicelular foi difícil, um obstáculo evolutivo que seria muito difícil de superar. A nova pesquisa, no entanto, sugere que talvez não seja tão difícil assim.
O primeiro experimento levou apenas 60 dias para produzir resultados. O fermento foi adicionado primeiro a uma cultura rica em nutrientes e, em seguida, as células foram autorizadas a crescer por um dia. Eles foram então estratificados em peso usando uma centrífuga. Aglomerados de células de levedura pousaram no fundo dos tubos de ensaio. O processo foi repetido, pegando os aglomerados de células e re-adicionando-os a novas culturas. Após sessenta ciclos disso, os aglomerados de células começaram a parecer flocos de neve esféricos, compostos por centenas de células.
A descoberta mais significativa foi que as células não estavam apenas se agrupando e se juntando aleatoriamente; os aglomerados eram compostos de células que estavam geneticamente relacionadas entre si e permaneceram ligadas após a divisão celular. Quando os aglomerados atingiram a “massa crítica”, algumas células morreram, um processo conhecido como apoptose, que permite que a prole se separe.
Simplificando, esse é o processo em direção à vida multicelular. Conforme descrito por Ratcliff, "um cluster sozinho não é multicelular. Mas quando as células de um cluster cooperam, fazem sacrifícios pelo bem comum e se adaptam às mudanças, isso é uma transição evolutiva para a multicelularidade ".
Então, da próxima vez que estiver assando pão ou fabricando sua própria cerveja, considere o fato de que essas pequenas células de levedura têm muito mais importância do que apenas um papel útil em sua cozinha - elas também estão ajudando a resolver alguns dos maiores mistérios de como a vida começou, aqui e talvez em outro lugar.
