O que começou como uma única célula em 2018, invisível ao olho humano, agora evoluiu para uma fera multicelular do tamanho de uma pulga.
Com informações de Science Alert.
Um estudo em andamento sobre uma levedura de cerveja ( Saccharomyces cerevisiae ) mutada para permanecer ligada em grupos como levedura ‘floco de neve’ mostra o que pode acontecer com organismos unicelulares microscópicos após milhares de gerações de seleção cuidadosa.
Quando os pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Geórgia selecionaram os grupos de levedura maiores e de crescimento mais rápido de cinco populações, geração após geração, eles cultivaram um organismo contendo mais de meio milhão de células clonais – 20.000 vezes maior que seu ancestral.
As descobertas são um exemplo incomparável de evolução multicelular sustentada.
“Ao colocar o dedo na escala da evolução de um organismo unicelular, podemos descobrir como eles evoluíram para organismos multicelulares progressivamente mais complexos e integrados, e podemos estudar esse processo ao longo do caminho”, explica o biólogo evolutivo William Ratcliff, da Georgia Tech.
Hoje, as evidências sugerem que a vida na Terra começou com organismos celulares únicos há cerca de 3,5 bilhões de anos.
No entanto, pouco se sabe sobre como células isoladas que pareciam e se comportavam da mesma forma evoluíram para formas de vida multicelulares com tecidos especializados capazes de atividade coordenada, cerca de dois a três bilhões de anos atrás.
Experimentos com fermento de floco de neve agora estão ajudando os especialistas a tentar recontar essa história.
O estudo é chamado de Experimento de Evolução de Longo Prazo Multicelular (MuLTEE), e os pesquisadores esperam executá-lo por décadas. As primeiras grandes descobertas ocorreram após 3.000 gerações de evolução.
Já, dizem os pesquisadores, as populações individuais de leveduras passaram de substâncias “mais fracas que a gelatina” para aquelas “com a força e resistência da madeira”.
“Descobrimos que havia um mecanismo físico totalmente novo que permitia que os grupos crescessem até esse tamanho muito, muito grande”, explica o biólogo evolutivo Ozan Bozdag.
Primeiro, as células de levedura em experimentos desenvolveram ramificações maiores que reduziram a densidade geral do organismo.
Em seguida, os galhos se enredaram uns nos outros, formando um aglomerado que lembra a consistência dos géis modernos.
Em última análise, essa nova estrutura tornou o organismo 10.000 vezes mais resistente do que seu ancestral unicelular. Não é mais um floco de neve.
“Os galhos da levedura ficaram emaranhados”, explica Bozdag, “as células do aglomerado desenvolveram um comportamento semelhante ao da videira, envolvendo-se umas nas outras e fortalecendo toda a estrutura”.
Outra descoberta importante dos experimentos envolveu o papel do oxigênio em estabelecer limites para o progresso evolutivo.
Na juventude da Terra, o oxigênio era escasso . Não foi até que um tipo especial de bactéria ‘ soprou vida ‘ na atmosfera, alguns bilhões de anos atrás, que se acredita que as formas de vida multicelulares realmente decolaram.
A evolução da levedura do floco de neve no laboratório apóia a ideia de que o oxigênio foi uma restrição significativa nas primeiras formas de vida multicelulares na Terra. Em experimentos, apenas as populações de levedura que não dependiam de oxigênio para produzir energia foram capazes de evoluir para tamanhos tão grandes.
Aglomerados de leveduras que exigiam oxigênio, por outro lado, foram forçados a dividir os suprimentos entre todas as suas células, o que criou um custo extra para crescer.
Essas descobertas, dizem os cientistas , ressaltam “o papel crítico dos níveis de oxigênio na evolução do tamanho multicelular”.
“Estou muito animado por ter um sistema modelo onde podemos desenvolver a vida multicelular ao longo de milhares de gerações, aproveitando o incrível poder da ciência moderna”, disse Ratcliff.
“Em princípio, podemos entender tudo o que está acontecendo, desde a biologia celular evolutiva até os traços biofísicos que estão diretamente sob seleção.”
Será fascinante observar o que acontecerá com esse fermento nos próximos anos.
O estudo foi publicado na Nature.
