Uma breve história do Big-Bang ao alvorecer da vida: Parte IV

Por Amanda Bendia

Sobre o alvorecer da vida: como eram os primeiros seres vivos?

Sabemos hoje que o primeiro ser vivo foi provavelmente muito semelhante aos micro-organismos procariontes modernos, como bactérias. Os procariontes são organismos unicelulares com estrutura celular relativamente simples: seu material genético está imerso no citoplasma, sem envoltório nuclear, e as organelas, como mitocôndrias e complexo de Golgi, não estão presentes. Apesar disso, eles são capazes de desempenhar diversas funções metabólicas e participam ativamente de todos os ciclos biogeoquímicos do planeta. São encontrados em praticamente todos os ambientes da Terra, inclusive naqueles que nunca imaginávamos existir vida, como no gelo, na alta atmosfera e em vulcões ativos - são chamados de organismos extremófilos.

Fontes hidrotermais de oceano 

profundo onde vivem 

atualmente os termófilos, 

micro-organismos adaptados 

à altas temperaturas. Fonte.

Muitos cientistas propõem que os primeiros organismos do planeta habitavam fontes hidrotermais no oceano profundo, e portanto, eram extremófilos adaptados a altas temperaturas, os termófilos. Estudos moleculares de termófilos modernos indicam que estes organismos apresentam ramificação profunda na árvore filogenética, evidenciando a hipótese de seu surgimento na Terra primitiva.

No registro fóssil encontramos evidências de organismos datadas de aproximadamente 3,5 bilhões de anos atrás. Estes microfósseis encontrados na Austrália apresentam uma estrutura celular muito semelhante aos procariontes modernos. É provável ainda que estes organismos respirassem enxofre ao invés de oxigênio, uma vez que os altos níveis de oxigênio na atmosfera só surgiriam mais tarde na história da Terra, há 2,4 bilhões de anos. Os responsáveis por este evento chamado de grande oxigenação foram os procariontes denominados cianobactérias, que realizavam fotossíntese e como produto, emitiam altas concentrações de oxigênio na atmosfera (quer saber mais?).

Estruturas fósseis que remontam os primeiros organismos da Terra, datadas de aproximadamente 3,5 bilhões de anos. Fonte.

O oxigênio é extremamente tóxico para as células, assim, os organismos que não possuíam a maquinaria necessária para metabolizá-lo foram extintos. Alguns procariontes que não conseguiam metabolizar o oxigênio adotaram uma estratégia que iria alterar o rumo de toda a diversidade de vida na Terra: eles englobaram para dentro de sua célula uma outra bactéria capaz de processar o oxigênio tóxico para eles. E em troca, ofereciam abrigo e proteção para a esta bactéria.

Este evento revolucionário na história evolutiva da vida, denominado endossimbiose, deu origem aos primeiros organismos eucariontes do planeta. Estes hospedeiros englobaram diferentes tipos de bactérias, dando origem às organelas eucarióticas denominadas cloroplastos e mitocôndrias. 

Esquema exemplificando o 

processo de endossimbiose, 

que teria dado origem 

às mitocondrias e cloroplastos 

das células eucarióticas. Fonte.

Os cloroplastos eram provavelmente cianobactérias primitivas que foram englobadas pelo hospedeiro, e as mitocôndrias, bactérias semelhantes ao que classificamos hoje como alfaproteobactérias. Existem muitas evidências que corroboram a teoria da endossimbiose como o fato dos cloroplastos e mitocôndrias possuirem material genético circular semelhante à estrutura encontrada em bactérias e arqueias.

Quando este material genético é analisado, apresenta muitas semelhanças com o genoma de cianobactérias e alfaproteobactérias, para cloroplastos e mitocôndrias, respectivamente. Além disso, sua divisão ocorre independente da célula e de forma semelhante aos organismos procariontes, por meio da fissão binária e tanto o cloroplasto quanto à mitocôndria apresentam duas membranas plasmáticas onde ocorrem os processos de produção de energia, exatamente igual às bactérias e arqueias.

O surgimento destas células eucarióticas permitiu uma maior complexidade genética e estrutural da célula, possibilitando a diversificação de todas as formas de vida que observamos hoje e ao longo de toda a história evolutiva da vida no planeta. Se não fosse por este evento revolucionário na história da vida há alguns bilhões de anos atrás, não estaríamos aqui para discutir essas questões.  

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