A origem das nossas células era mais complicada do que a ciência imaginava

Um novo estudo mostra que o genoma das primeiras células complexas foi construído por várias ondas de transferência de genes — vindas de bactérias, archaea e até vírus.

Por muito tempo, a ciência acreditou em uma explicação relativamente simples para a origem das células complexas que formam todos os seres vivos mais elaborados — incluindo os humanos. A teoria dominante dizia que essas células surgiram da fusão entre dois tipos de microrganismos: as archaea e as bactérias. As bactérias, ao longo do tempo, teriam evoluído para se tornar as mitocôndrias, as estruturas responsáveis por gerar energia dentro das nossas células. Parte dos genes bacterianos teria então migrado para o núcleo da célula, misturando-se com os genes das archaea. Esse seria o ponto de partida de tudo.

Um novo estudo, publicado na revista Nature, mostra que a realidade foi muito mais complicada. Ao analisar com cuidado os genes compartilhados por todas as células complexas — chamadas de eucariotos —, pesquisadores de Barcelona identificaram não uma, mas várias ondas sucessivas de transferência de genes ao longo do tempo, vindas de diferentes grupos de bactérias. O grande quadro da fusão entre bactérias e archaea ainda está correto, mas ele era apenas uma parte de uma história muito mais longa e intricada.

O que a ciência sabia até agora

Durante décadas, o maior desafio foi entender de onde vinham os genes que não tinham origem conhecida em bactérias nem em archaea. Com o avanço do sequenciamento genético, ficou claro que as mitocôndrias descend em de um grupo bacteriano chamado alfaproteobactérias. Mas descobrir qual organismo havia "engolido" essas bactérias no início levou muito mais tempo.

A virada aconteceu há cerca de dez anos, quando pesquisadores desenvolveram técnicas para montar genomas inteiros a partir de amostras ambientais — sem precisar separar os diferentes tipos de células antes. Foi assim que foram descobertas as Asgard archaea, um grupo tão intimamente relacionado aos eucariotos que chegou a questionar se nós não deveríamos simplesmente ser considerados um ramo elaborado das próprias archaea.

O que o novo estudo descobriu

Para chegar a conclusões mais precisas, a equipe de Barcelona começou selecionando uma amostra mais equilibrada de espécies ao longo da árvore genealógica dos eucariotos — já que os genomas sequenciados até hoje têm um peso desproporcional de animais e espécies de ambientes familiares. Depois, eliminaram genes que produzem proteínas de baixa complexidade e reduziram grupos de genes repetidos a um único representante. O resultado foi um conjunto muito mais enxuto e confiável de genes para analisar.

Com essa base, os pesquisadores identificaram que, além das Asgard archaea e das alfaproteobactérias — já conhecidas —, dois outros grupos bacterianos contribuíram de forma significativa para o nosso genoma: os Planctomycetota e os Myxococcota. Além disso, vírus gigantes deixaram uma marca genética surpreendentemente relevante nas nossas células ancestrais — contribuindo mais do que qualquer grupo bacteriano individual.

Os pesquisadores também estimaram quando cada contribuição aconteceu. As Asgard archaea foram as primeiras, como esperado. Depois vieram ondas de genes bacterianos — algumas antes do surgimento das mitocôndrias, outras depois. Isso faz sentido se imaginarmos que essas células primitivas viviam em comunidades microbianas densas, onde diferentes espécies conviviam por longos períodos e trocavam material genético com frequência.

O que isso significa para nós

Embora todas as novas descobertas ampliem o quadro da nossa origem, os próprios autores reconhecem que o assunto está longe de ser encerrado. À medida que mais genomas forem mapeados e incluídos nos bancos de dados científicos, a análise precisará ser revisitada. Como eles mesmos escrevem, é a completude dos bancos de dados — e não as escolhas metodológicas — que provavelmente vai gerar diferenças entre estudos futuros.

"A transição de células procarióticas para eucarióticas foi provavelmente um processo gradual e complexo."

Essa conclusão, segundo os autores, é a que tem mais chance de resistir ao tempo — mesmo que alguns dos resultados específicos sejam revisados no futuro. A nossa origem, em outras palavras, não foi um evento único e simples. Foi um longo processo de montagem, peça por peça, ao longo de bilhões de anos.

Fonte: Ars Technica ·