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Oct 20, 2023

Um 'mundo perdido' de micróbios primitivos prosperou há um bilhão de anos

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Os oceanos fervilhavam de microrganismos eucarióticos (células eucarióticas modernas retratadas; coloridas artificialmente) há mais de um bilhão de anos. Crédito: Dennis Kunkel Microscopy/Science Photo Library

Rochas centenas de metros abaixo do Outback australiano forneceram pistas para um mundo perdido de micróbios primitivos que uma vez povoaram os oceanos do mundo e podem ter dado origem a plantas e animais modernos.

A análise de moléculas parecidas com gordura isoladas das rochas sugere que elas foram feitas por uma antiga população de organismos ainda não descoberta chamada eucariotos, o grupo de seres vivos cujas células normalmente contêm um núcleo e outros compartimentos internos. As moléculas têm 1,6 bilhão de anos e indicam que os eucariotos eram abundantes e difundidos há muito mais tempo do que as evidências bioquímicas anteriores sugeriam.

"A história anterior era que os eucariotos eram extremamente raros até 800 milhões de anos atrás", diz Phoebe Cohen, paleobióloga do Williams College em Williamstown, Massachusetts, que não participou da pesquisa. “Os paleontólogos realmente se irritaram com isso, porque não era isso que estávamos vendo no registro fóssil”. As descobertas, diz ela, ajudam a preencher a lacuna entre os dois tipos de evidência.

Os novos resultados foram publicados em 7 de junho na Nature1.

A maioria dos eucariotos modernos depende de compostos semelhantes à gordura chamados esteróis, como o colesterol, para construir as membranas celulares e realizar outras funções celulares. Como os esteróis são encontrados em toda a árvore genealógica eucariótica, acredita-se que eles estejam presentes no último ancestral comum de todos os eucariotos modernos. Por isso, paleontólogos têm usado os compostos como biomarcadores da presença de eucariotos em rochas antigas.

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Mas olhe mais para trás no tempo do que 800 milhões de anos atrás, e a trilha de esterol se esgota. Os pesquisadores não conseguiram encontrar vestígios dos compostos em rochas mais antigas, apesar da existência de fósseis de uma alga vermelha e uma verde – ambas eucariotas – que datam de cerca de um bilhão de anos.

Essa ausência levou à especulação de que antes de 800 milhões de anos atrás, os eucariotos não eram abundantes o suficiente para deixar um traço de esterol detectável.

Outra possibilidade, no entanto, era que os pesquisadores estivessem procurando as moléculas erradas. Benjamin Nettersheim, geobiólogo da Universidade de Bremen, na Alemanha, Jochen Brocks, paleobiogeoquímico da Universidade Nacional Australiana em Canberra, e seus colegas decidiram se concentrar em moléculas de vida curta que os eucariotos modernos produzem enquanto sintetizam esteróis. Esses intermediários modernos podem ter sido o produto final dos eucariotos primitivos.

A equipe vasculhou rochas de todo o mundo e encontrou vestígios generalizados desses 'protoesteróis' - evidências de que os eucariotos que os produziram eram abundantes em ambientes aquáticos entre 800 milhões e 1,6 bilhão de anos atrás.

Isso contradiz o pensamento anterior, diz Nettersheim. Uma possibilidade é que os eucariotos que produzem esteróis mais modernos ganharam uma vantagem seletiva entre um bilhão e 800 milhões de anos atrás, eventualmente substituindo seus equivalentes produtores de protoesterol.

O trabalho pode mostrar por que os cientistas não conseguiram encontrar vestígios bioquímicos para confirmar o registro fóssil, diz Laura Katz, bióloga que estuda eucariotos microbianos no Smith College em Northampton, Massachusetts. "Estávamos apenas procurando a coisa errada."

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Mas Andrew Roger, que estuda genômica comparativa e a evolução de eucariotos na Dalhousie University em Halifax, Canadá, observa que algas vermelhas e verdes fossilizadas que datam de um bilhão de anos parecem notavelmente semelhantes às algas vivas e provavelmente produziram esteróis modernos. Isso sugeriria que os esteróis modernos – não apenas seus precursores – também deveriam estar presentes em rochas com mais de 800 milhões de anos. "A descoberta levanta tantas questões quanto responde", diz ele.