Como pensamos que as células complexas evoluíram - Adam Jacobson

Vejam a aula completa em: http://ed.ted.com/lessons/how-we-think-complex-cells-evolved-adam-jacobson

Imagina que engoliste um pequeno pássaro e de repente ganhaste a capacidade de voar ou comeste uma cobra e podias cuspir veneno! Bem, ao longo da história da vida (e especialmente durante a evolução das complexas células eucarióticas) coisas como estas aconteciam muitas vezes. Adam Jacobson explica a endossimbiose, um tipo de simbiose em que um dos organismos simbióticos vive dentro do outro.

Lição de Adam Jacobson, animação de Camilla Gunborg Pedersen.

E se conseguisses absorver outro organismo
e ganhar as suas capacidades?

Imagina que engolias um pequeno pássaro

e, de repente,
tinhas a capacidade de voar.

Ou se comesses uma cobra e depois
fosses capaz de cuspir veneno dos dentes.

Durante a história da vida,

especialmente durante a evolução
das complexas células eucarióticas,

coisas como estas aconteciam muitas vezes.

Um organismo absorvia outro

e ficavam unidos
para formar um novo organismo

com as capacidades conjugadas de ambos.

Julgamos que há 2 mil milhões de anos,

os únicos organismos vivos na Terra
eram os procariontes,

organismos unicelulares sem organelos
ligados à membrana.

Vamos ver três destes exemplos.

Uma era uma grande e simples célula
com a capacidade para absorver coisas

ao rodeá-las com a sua membrana celular.

Outra era uma célula bacteriana

que convertia energia solar em moléculas
de açúcar através da fotossíntese.

Uma terceira usava o oxigénio gasoso
para desfazer essas moléculas de açúcar

e libertar energia numa forma útil
para as atividades vitais.

As células maiores

ocasionalmente absorviam
as pequenas bactérias fotossintéticas.

Estas bactérias viviam
no interior dessas células

e dividiam-se como sempre tinham feito,

mas a sua existência
tornou-se interligada.

Se te deparasses com esta forma de viver,

poderias pensar que aquela coisa
seria só um organismo,

que as bactérias verdes fotossintéticas
eram apenas uma parte da célula maior

que realizavam
uma das suas muitas funções vitais,

tal como o coração faz parte de nós

e executa a função
de bombear o nosso sangue.

Este processo
em que as células vivem juntas

chama-se endossimbiose, ou seja,
um organismo que vive dentro de outro.

Mas a endossimbiose não para aqui.

O que aconteceria se a outra bactéria
também se mudasse para aqui?

As células desta espécie começaram
a ficar altamente complexas.

Eram grandes e cheias
de estruturas intrincadas

a que chamamos
cloroplastos e mitocôndrias.

Estas estruturas trabalham juntas
para captar luz solar,

produzir açúcar e destruí-lo
usando o oxigénio

que começou a aparecer
por esta altura na atmosfera terrestre.

Organismos a absorver
outros organismos foi a forma

de as espécies se adaptarem às alterações
nas condições ambientais em que viviam.

Esta pequena história destaca

aquilo a que os biólogos chamam
"Teoria da Endossimbiose",

a melhor explicação até agora encontrada

para explicar a evolução
das células complexas.

Existem muitas provas
que suportam esta teoria,

mas vamos olhar primeiro
para as três peças principais.

Primeiro, os cloroplastos
e as mitocôndrias nas nossas células

multiplicam-se da mesma forma
que estas bactérias anciãs faziam

e que, aliás, ainda se encontram por aí.

De facto, se destruíres estas estruturas
nas células, não se formarão novas.

A célula não as consegue fazer.

Só elas é que se podem replicar.

Segundo pedaço de prova.

Os cloroplastos e mitocôndrias contêm
o seu próprio ADN e ribossomas.

A sua estrutura de ADN é circular,

o que é muito semelhante
ao ADN das antigas bactérias,

e também contém muitos genes semelhantes.

Os ribossomas, ou máquinas
de montagem de proteínas

dos cloroplastos e mitocôndrias

também têm a estrutura dos ribossomas
dessas bactérias antigas

mas são diferentes dos ribossomas
que encontramos nas células eucarióticas.

Por fim, pensa nas membranas envolvidas
no processo de endocitose.

Os cloroplastos e mitocôndrias têm ambos
duas membranas a rodeá-los,

uma interna e outra externa.

A interna contém alguns lípidos
e proteínas particulares

que não estão presentes
na membrana externa.

Porque é que isto é significativo?

Porque ambas as membranas externas
pertenciam à célula maior inicial.

Quando foram endocitadas
no processo de endossimbiose,

ficaram enroladas na membrana
e mantiveram a sua membrana interna.

Certamente, esses mesmos
lípidos e proteínas

também se encontram
nas membranas das bactérias antigas.

Os biólogos usam, agora, esta teoria

para explicar a origem da vasta variedade
de organismos eucarióticos.

Repara na alga verde que cresce
nas paredes das piscinas.

Uma célula eucariótica maior
com estruturas tipo caudas, ou flagelos,

que em algum momento absorveu a alga

para formar o que agora chamamos euglena.

A euglena realiza fotossíntese,
destrói açúcar

usando oxigénio e nada pela água do lago.

E como prediz a teoria, os cloroplastos
destas euglenas têm três membranas

uma vez que tinham já duas
quando foram endocitadas.

O processo de absorção
da Teoria da Endossimbiose

permite que os organismos combinem
as suas capacidades poderosas

para se adaptarem à vida na Terra.

Os resultados são espécies
capazes de muito mais

do que quando eram organismos separados

e este foi um salto evolucionário

que levou aos microrganismos, plantas
e animais que hoje conhecemos.