Ancestrais dos organismos complexos já dependiam de oxigênio há 1,7 bi de anos

Os primeiros eucariotos conhecidos (grupo que deu origem a animais, plantas, fungos e outros organismos de células complexas) já dependiam de oxigênio há cerca de 1,75 bilhão de anos. A conclusão é de um estudo publicado no dia 20 de maio na revista Nature por pesquisadores da Universidade da Califórnia em Santa Barbara, nos Estados Unidos, e da Universidade McGill, no Canadá. Esses resultados ajudam a esclarecer uma das questões centrais da biologia evolutiva: como surgiram os organismos complexos que, muito tempo depois, dariam origem à maior parte da vida visível na Terra. A pesquisa também desafia a ideia de que os primeiros eucariotos ocupavam principalmente a coluna d'água, como ocorre com muitos organismos planctônicos atuais. “Descobrimos que os eucariotos mais antigos que vimos até agora já precisavam de oxigênio de alguma forma”, afirma a paleontóloga Leigh Anne Riedman, coautora principal do estudo, em comunicado à imprensa. “Conseguimos descobrir que eles viviam no fundo do mar ou dentro dele, pela forma como estavam distribuídos nas amostras.” Ambiente dos primeiros eucariotos Para reconstruir os habitats desses organismos, os cientistas analisaram fósseis encontrados nas bacias de McArthur e Birrindudu, no norte da Austrália. As formações rochosas estudadas foram depositadas entre 1,75 bilhão e 1,4 bilhão de anos atrás, quando a região era coberta por um mar raso e os níveis de oxigênio no planeta ainda eram muito inferiores aos atuais. A equipe combinou diferentes linhas de evidência. Enquanto os microfósseis permitiram identificar os organismos presentes, os sedimentos revelaram as características dos ambientes onde eles viveram. Já a composição química das rochas forneceu pistas sobre a disponibilidade de oxigênio na água. Os pesquisadores analisaram minerais e elementos químicos cuja presença varia conforme as condições ambientais. A partir desse conjunto de dados, constataram que os fósseis de eucariotos aparecem quase exclusivamente em sedimentos formados em áreas marinhas oxigenadas. A forte associação sugere que esses organismos dependiam de oxigênio durante pelo menos parte de seu ciclo de vida. Além disso, a distribuição dos fósseis indica que eles viviam próximos ao leito marinho. Caso habitassem ambientes distintos, seus restos também deveriam ser encontrados em depósitos acumulados em regiões profundas e pobres em oxigênio, algo que não foi observado. Organismos permaneceram restritos por milhões de anos Ao longo das últimas décadas, muitos pesquisadores supunham que os primeiros eucariotos viviam dispersos na coluna d'água, em um estilo de vida semelhante ao do plâncton moderno. Contudo, os resultados deste estudo apontam para um cenário bastante diferente. Os dados sugerem que os eucariotos podem ter surgido no próprio fundo marinho e permanecido limitados a esse ambiente durante um longo período. Essa hipótese ajuda a explicar por que o grupo apresentou baixa diversidade e abundância ao longo de grande parte de sua história inicial. Tanto os fósseis com 800 milhões de anos quanto aqueles com 1,7 bilhão de anos são, em sua maioria, do mesmo grupo de indivíduos. Isso apoia a hipótese de que a expansão ecológica dos eucariotos pode ter ocorrido apenas muito mais tarde, quando mudanças ambientais abriram novos nichos para ocupação. Aquisição precoce das mitocôndrias A pesquisa também traz novos argumentos para uma das principais teorias sobre a evolução das células complexas: a incorporação precoce das mitocôndrias. Essas estruturas, responsáveis pela produção de energia nas células, são consideradas uma característica fundamental de praticamente todos os eucariotos atuais. Os autores argumentam que a própria complexidade observada nos fósseis mais antigos já conhecidos sugere que as mitocôndrias haviam sido adquiridas antes do período representado pelas rochas australianas. Além disso, a vida no fundo do mar poderia ter favorecido interações próximas entre diferentes microrganismos, criando condições para o surgimento da simbiose que deu origem a essas organelas. “Embora esses sejam os fósseis de eucariotos mais antigos já descritos, a diversidade e a variedade de formas alcançadas até este ponto sugerem que eles têm uma história mais antiga”, afirma Porter. Por isso, inclusive, a equipe agora investiga camadas geológicas ainda mais antigas na Austrália e na América do Norte para tentar identificar evidências dos estágios iniciais da evolução eucariótica e compreender quando surgiram as características que tornaram possível o desenvolvimento da vida complexa na Terra.