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  • Foto do escritorRonald Américo

Origens das Células Eucarióticas: Uma Jornada pela Teoria Endossimbiótica



A vida na Terra surgiu há pelo menos três bilhões e meio de anos atrás na forma de procariontes - os simples organismos unicelulares. Esses seres possuem uma membrana externa e uma aparelhagem celular interna - tudo misturado e em contato, compartilhando o mesmo ambiente. A vida continuou dessa forma por quase metade da história da Terra. Porém, algo notável aconteceu há 1,8 bilhão de anos, algo que levou a uma tremenda mudança no escopo e complexidade da vida. Algo pelo qual todos deveríamos ser gratos, pois, sem esse salto, nós não existiríamos. As células começaram a... conter células.


Geralmente, não é assim que se fala sobre isso na aula de ciências. Lá, você ouve que os Eucariotos têm "organelas delimitadas por membranas". Estas são áreas da célula que são separadas do resto do citoplasma por membranas, assim como a própria célula é separada do resto do universo por sua membrana. Acontece que diferentes atividades requerem condições diferentes, e essas células dentro de células permitem essas diferentes condições. Isso, em suma, é o segredo do sucesso dos Eucariotos.


Mas como isso aconteceu? Bem, ao longo de décadas de estudo, pesquisadores determinaram algo chocantemente peculiar. Algo tão estranho que nos deixa meio loucos por agora discuti-lo como se não fosse o milagre que é. Há 1,8 bilhão de anos, uma célula consumiu outra célula... mas então ela não a digeriu... ela deixou ela se reproduzir dentro dela, e elas viveram juntas e, ao longo do tempo, tornaram-se o mesmo organismo. Ou será que não? Isso é o que chamamos de "Teoria Endossimbiótica". A mitocôndria apareceu quando a célula consumida foi adaptada para viver em um ambiente rico em oxigênio, e os cloroplastos apareceram quando a célula engolida era fotossintética.


Essa ideia foi profundamente controversa quando foi proposta pela primeira vez, mas à medida que os dados continuaram a chegar, a teoria endossimbiótica foi capaz de explicar mais e mais sobre as realidades que encontramos. Por exemplo, os cloroplastos têm seu próprio DNA, que usam para criar as proteínas necessárias para sua função. E à medida que mergulhamos mais fundo em microbiologia, fica óbvio que isso acontece.

Figura 1 - Paramecium bursaria


Na figura 1, temos um Paramecium bursaria, um protozoário unicelular que tem várias centenas de células algais do gênero Chlorella vivendo em seu próprio citoplasma, conferindo-lhe uma coloração verde. As algas residem dentro do Paramecium bursaria, fornecendo-lhe combustível na forma de açúcar e outras substâncias produzidas por meio da fotossíntese. Por sua vez, o Paramecium bursaria fornece proteção às algas contra predadores de algas e vírus. P. bursaria é considerado um protozoário predatório, alimentando-se de bactérias, pequenos organismos e, sim, algas e, por causa disso, é frequentemente pensado que as algas nele são simbiontes temporários engolidos pelo comportamento alimentar de Paramecium bursaria.


Mas, na verdade, muitos outros protozoários adquirem algas dessa maneira para uso temporário, mas esse não é o caso para P. bursaria; seus simbiontes são continuamente herdados de geração em geração por meio da divisão celular. As Chlorella simbióticas guiam Paramecium para áreas bem iluminadas, para que possam fotossintetizar de forma mais eficiente. A relação mútua é extremamente benéfica para Paramecium. Mesmo quando as células de Paramecium que contêm Chlorella são colocadas em solução salina sem nutrientes, elas podem sobreviver por mais de 3 meses, enquanto as células que não tinham Chlorella morreram em uma semana!


Na figura 2, encontramos outro organismo unicelular com algas endossimbióticas, é uma Amebas testáceas (tecamebas). Uma espécie de ameba que constrói uma concha. Essa espécie, como uma espécie de artista escultórica, puxa pedaços de minerais de seu ambiente para criar essas casas incríveis. Você pode ver a ameba se estendendo a partir da abertura da concha e pode ver as algas verdes em seu citoplasma. Assim como Paramecium bursaria, as algas usam a luz solar para produzir alimentos, compartilhando-os com a ameba enquanto a ameba fornece proteção. 

Figura 2 - Amebas testáceas (tecamebas)

Figura 3 - Metopus


Algumas bactérias não precisam de oxigênio para crescer; de fato, a presença de oxigênio livre pode afetá-las negativamente ou até matá-las. Esses organismos são conhecidos como anaeróbios. Como mostrado na Figura 3, o Metopus é um ciliado anaeróbico que encontramos no sedimento de lagoas e tem uma relação endossimbiótica com arqueas metanogênicas. As arqueas são o terceiro domínio da vida, junto com bactérias e eucariotos e, como bactérias, são procariontes. Muitos dos eucariotos unicelulares que vivem em ambientes anaeróbicos contêm procariontes simbióticos. Alguns desses procariontes são metanógenos, o que significa que podem usar hidrogênio livre para gerar energia e metano. As vantagens de ter esses simbiontes não são totalmente entendidas, mas enquanto Metopus pode viver sem os simbiontes, eles crescem mais rápido quando os têm. A endossimbiose também ocorre em organismos multicelulares. Na figura 4, mostra-se um parente de água doce da água-viva e da anêmona-do-mar, Hydra! Ele simplesmente está cheio de endossimbiontes algais. Os benefícios fornecidos pelo relacionamento simbiótico aqui foram bem documentados, com cientistas rastreando realmente como o carbono se move do ambiente, para as algas, e então para a Hydra, e estudos mostraram que até 69% dos requisitos calóricos da Hydra são satisfeitos por seus simbiontes algais.

Figura 4 - Hydra


Portanto, vemos que alguns organismos temporariamente atraem simbiontes, outros os passam de geração em geração. Alguns podem sobreviver sem eles, e outros não podem. Quando olhamos para as células algais em P. bursaria, somos obrigados a perguntar se essas células fazem parte do organismo, ou se são simplesmente células de uma espécie vivendo nas células de outra. Se esse for o caso, vale a pena perguntar se as mitocôndrias em você são realmente vocês, ou se são apenas outra espécie extremamente bem-sucedida de procarionte que é particularmente dependente de sua célula hospedeira. À medida que olhamos mais e mais fundo, a linha entre os organismos se torna cada vez mais difícil de encontrar. É por isso que, se você pensar profundamente, pode começar a sentir que nossas células são mais do que apenas nós mesmos.


Agradecimentos

Gostaria de expressar minha gratidão ao Professor Dr. Pedro Rauel Cândido Domingos, cuja aula de microbiologia no ano passado despertou meu interesse pela teoria endossimbiótica. Embora o tema não tenha sido abordado em profundidade, sua menção ao assunto e seu entusiasmo por ele me inspiraram a explorar essa fascinante área da biologia celular por conta própria. Agradeço por ter plantado a semente da curiosidade científica que resultou neste trabalho.









REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS


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