A hipótese do endossimbionte: as coisas não são o que parecem ser

Imagem gerada por IA (acervo de Lexica)

por Fazale Rana

29 de agosto de 2018

Às vezes, as coisas simplesmente não são o que parecem ser. Por exemplo, quando se trata do mundo da biologia:

• Os vaga-lumes não são moscas*; são besouros.
• Os cães de pradaria não são cães; são roedores.
• Sapos com chifres não são sapos; são lagartos.
• Os abetos Douglas não são abetos; eles são pinheiros
• Os bichos-da-seda não são vermes; são lagartas.
• Amendoins não são nozes; são leguminosas.
• Os coalas não são ursos; são marsupiais.
• Os porquinhos da Índia não são da Índia e não são porcos; eles são roedores da América do Sul.
• As bananeiras não são árvores; são ervas.
• Pepinos não são vegetais; são frutas.
• Feijões saltadores mexicanos não são feijões; são sementes com uma larva dentro.

* Alguns dos exemplos fazem sentido apenas na língua inglesa, idioma original deste artigo.

E (...) as mitocôndrias não são alfaproteobactérias. Na verdade, os biólogos evolucionistas não sabem o que são — pelo menos, se quisermos levar a sério o trabalho recente de investigadores da Universidade de Uppsula, na Suécia. [1]

Por mais tola que esta lista possa ser, os biólogos evolucionistas não se divertem com esta última descoberta sobre a identidade das mitocôndrias. A incerteza sobre a origem evolutiva das mitocôndrias remove da mesa uma das evidências mais convincentes para a hipótese do endossimbionte.

Uma ideia fundamental dentro da estrutura evolutiva moderna, os livros didáticos de biologia muitas vezes apresentam a hipótese do endossimbionte como uma explicação evolutiva bem evidenciada e bem estabelecida para a origem de células complexas (células eucarióticas). Contudo, a confusão e a incerteza rodeiam esta ideia, como atesta esta última descoberta. Dito de outra forma: quando se trata da explicação evolutiva para a origem das células complexas nos livros didáticos de biologia, as coisas não são o que parecem.

A Hipótese do Endossimbionte

A maioria dos biólogos evolucionistas acredita que a hipótese do endossimbionte é a melhor explicação para uma das principais transições na história da vida – a saber, a origem de células complexas de bactérias e arqueias. Com base nas ideias do botânico russo Konstantin Mereschkowski,      (1938–2011) levou adiante a hipótese do endossimbionte para explicar a origem das células eucarióticas na década de 1960.

Desde então, as ideias de Margulis sobre a origem das células complexas tornaram-se parte integrante do paradigma evolutivo. Muitos cientistas da vida consideram as evidências desta hipótese convincentes; consequentemente, eles veem isso como um amplo suporte para uma explicação evolutiva da história e do design da vida.

De acordo com essa hipótese, as células complexas originaram-se quando relações simbióticas se formaram entre micróbios unicelulares após células bacterianas e/ou arqueais de vida livre terem sido engolfadas por um micróbio “hospedeiro”. (As células ingeridas que fixam residência permanente em outras células são chamadas de endossimbiontes.)

A evolução das células eucarióticas de acordo com a hipótese do endossimbionte (Wikipedia - traduzido por Sobre As Origens)
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Presumivelmente, organelas como as mitocôndrias já foram endossimbiontes. Os biólogos evolucionistas acreditam que, uma vez introduzidos na célula hospedeira, os endossimbiontes fixaram residência permanente, com o endossimbionte crescendo e se dividindo dentro do hospedeiro. Com o tempo, os endossimbiontes e os hospedeiros tornaram-se mutuamente interdependentes, com os endossimbiontes proporcionando um benefício metabólico para a célula hospedeira. Os endossimbiontes evoluíram gradualmente para organelas através de um processo conhecido como redução do genoma. Esta redução ocorreu quando os genes dos genomas dos endossimbiontes foram transferidos para o genoma do organismo hospedeiro. Eventualmente, a célula hospedeira desenvolveu máquinas para produzir proteínas necessárias ao antigo endossimbionte e processos para transportar essas proteínas para o interior da organela.

Evidências para a Hipótese do Endossimbionte

A semelhança morfológica entre organelas e bactérias serve como uma linha de evidência para a hipótese do endossimbionte. Por exemplo, as mitocôndrias têm aproximadamente o mesmo tamanho e formato de uma bactéria típica e têm uma estrutura de membrana dupla como as células gram-negativas. Essas organelas também se dividem de uma forma que lembra as células bacterianas.

Evidências bioquímicas também parecem apoiar a hipótese do endossimbionte. Os biólogos evolucionistas veem a presença do diminuto genoma mitocondrial como um vestígio da história evolutiva desta organela. Além disso, os biólogos também consideram as semelhanças bioquímicas entre os genomas mitocondriais e bacterianos como mais uma evidência da origem evolutiva destas organelas.

A presença da cardiolipina lipídica única na membrana interna mitocondrial também serve como evidência para a hipótese do endossimbionte. A cardiolipina é um importante componente lipídico das membranas internas bacterianas. No entanto, não é encontrado nas membranas das células eucarióticas — exceto nas membranas internas das mitocôndrias. Na verdade, os bioquímicos consideram-no uma assinatura lipídica das mitocôndrias e um vestígio da história evolutiva desta organela.

Mas, por mais convincentes que estas observações possam ser, para muitos biólogos evolucionistas a análise filogenética fornece a evidência mais convincente para a hipótese do endossimbionte. Árvores evolutivas construídas a partir de sequências de DNA de mitocôndrias, bactérias e arqueias colocam essas organelas entre um grupo de micróbios chamados alfaproteobactérias. E, para muitas (mas não todas) árvores evolutivas, as mitocôndrias agrupam-se com a bactéria Rickettsiales. Para os biólogos evolucionistas, esses resultados significam que os endossimbiontes que eventualmente se tornaram as primeiras mitocôndrias eram alfaproteobactérias. Se as mitocôndrias não fossem evolutivamente derivadas de alfaproteobactérias, por que as sequências de DNA dessas organelas se agrupariam com essas bactérias em árvores evolutivas?

Mas . . . As Mitocôndrias Não São Alfaproteobactérias

Embora os biólogos evolucionistas pareçam certos sobre o posicionamento filogenético das mitocôndrias entre as alfaproteobactérias, tem havido uma disputa contínua quanto ao posicionamento preciso das mitocôndrias nas árvores evolutivas, especificamente se as mitocôndrias se agrupam ou não com Rickettsiales. Procurando pôr fim a esta disputa, a equipe de investigação da Universidade de Uppsula desenvolveu um conjunto de dados mais abrangente para construir as suas árvores evolutivas, na esperança de que pudessem localizar com mais precisão as mitocôndrias entre as alfaproteobactérias. Os pesquisadores apontam que os genomas das alfaproteobactérias usados para construir árvores evolutivas provêm de micróbios encontrados em ambientes clínicos e agrícolas, o que é uma pequena amostra das alfaproteobactérias encontradas na natureza. Os investigadores sabiam que isso era uma limitação, mas, até esse ponto, esses eram os únicos dados de sequência de DNA disponíveis.

Para evitar o preconceito que surge deste conjunto limitado de dados, os investigadores examinaram bases de dados de sequências de DNA recolhidas nos oceanos Pacífico e Atlântico em busca de alfaproteobactérias não descobertas. Eles descobriram doze novos grupos de alfaproteobactérias. Por sua vez, incluíram estas novas sequências genômicas juntamente com sequências de DNA de genomas alfaproteobacterianos anteriormente conhecidos para construir um novo conjunto de árvores evolutivas. Para sua surpresa, a análise indica que as mitocôndrias não são alfaproteobactérias.

Em vez disso, parece que as mitocôndrias pertencem a um ramo lateral que se separou da árvore evolutiva antes do surgimento das alfaproteobactérias. Para aumentar a surpresa, a equipe de pesquisa não conseguiu identificar nenhuma espécie bacteriana viva hoje que se agrupasse com as mitocôndrias.

Dito de outra forma: o estudo mais recente indica que os biólogos evolucionistas não têm nenhum candidato para o ancestral evolutivo das mitocôndrias.

A Hipótese do Endossimbionte Explica com Sucesso a Origem das Mitocôndrias?

Os biólogos evolucionistas sugerem que há evidências convincentes para a hipótese do endossimbionte. Mas quando os investigadores tentam delinear os detalhes desta suposta transição evolutiva, tais como a identidade do endossimbionte original, torna-se facilmente evidente que falta aos biólogos uma explicação genuína para a origem das mitocôndrias e, num contexto mais amplo, a origem das células eucarióticas.

Como escrevi anteriormente, os problemas com a hipótese do endossimbionte não se limitam à identidade do ancestral evolutivo das mitocôndrias. Eles são muito mais difundidos, confundindo cada passo evolutivo que os cientistas imaginam ser parte do surgimento de células complexas. (Para mais exemplos, consulte a seção Recursos.)

Quando se trata da hipótese do endossimbionte, as coisas não são o que parecem ser. Se as mitocôndrias não são alfaproteobactérias, e se os biólogos evolucionistas não têm nenhum candidato para seu ancestral evolutivo, seria possível que elas fossem obra do Criador?

Recursos

1. “O paradigma evolutivo carece de explicação para a origem das mitocôndrias e das células eucarióticas” por Fazale Rana (artigo)
2. “Por que as mitocôndrias têm DNA?” por Fazale Rana (artigo)
3. “Genomas mitocondriais: evidências de evolução ou de criação?” por Fazale Rana (artigo)
4. “Um modelo criacionista pode explicar a origem das mitocôndrias?” por Fazale Rana (artigo)
5. “Biogênese de proteínas complexas faz alusão a design inteligente” por Fazale Rana (artigo)
6. “Código genético desviante das mitocôndrias: evolução ou criação?” por Fazale Rana (artigo)
7. “Big Bangs da Biologia”, por Fazale Rana (artigo)

Notas de Fim

1. Joran Martijn et al., “Deep Mitochondrial Origin Outside the Sampled Alphaproteobacteria”, Nature 557 (3 de maio de 2018): 101–5, doi:10.1038/s41586-018-0059-5.

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Traduzido de The Endosymbiont Hypothesis: Things Aren’t What They Seem to Be (RTB)

Etiquetas:

endossimbiose - bioquímica - evolucionismo - evolução celular, dos seres unicelulares - eucariontes