Da próxima vez que você for nadar em águas naturais, seja um lago, rio ou no mar, provavelmente estará compartilhando a água com um dos seus parentes mais pequenos, mas mais próximos.
Esse parente próximo é um organismo unicelular microscópico chamado coanoflagelado. Os cientistas ainda estão intrigados com a forma como os animais evoluíram a partir de origens tão simples. Mas um novo artigo científico descreve a descoberta de uma nova pista importante.
Os coanoflagelados, como a maioria dos organismos unicelulares, só conseguem sobreviver na água, onde vivem grande parte de sua vida como uma única célula, não mais complexa do que uma ameba.
No entanto, eles estão mais intimamente relacionados ao nosso próprio reino da vida do que qualquer outro tipo de organismo — os coanoflagelados são primos dos animais. Gravadas na estrutura e função das células dos coanoflagelados e escritas em seu código de DNA, os cientistas estão encontrando evidências que mostram como os primeiros animais evoluíram.
Antes de chegarmos à nova pista, vale a pena pensar sobre o que torna os animais únicos. Como descrevo em meu novo livro, a resposta simples é que, em comparação com a maioria dos outros seres vivos, os animais têm corpos grandes e complexos, formados por muitas células. Seu próprio corpo contém dezenas de trilhões de células, e mesmo uma minúscula mosca-da-fruta tem quase um milhão.
Nosso ancestral animal mais antigo deve ter desenvolvido uma maneira de suas muitas células se unirem e formarem um superorganismo a partir de uma série de células cooperativas.
Os primeiros animais também devem ter inventado maneiras de produzir os muitos tipos diferentes de células que temos hoje: células musculares, células nervosas, óvulos e espermatozoides, só para citar alguns. A divisão do trabalho entre os diferentes tipos de células é um aspecto da que é, sem dúvida, a maior invenção dos primeiros animais: a embriogênese.
Este é o período mais precoce da vida de um animal, quando, a partir de um único óvulo fertilizado, a divisão celular começa a criar todas as células que irão compor o animal. Cada uma dessas células assume então sua tarefa específica e, finalmente, as muitas células são cuidadosamente organizadas para formar um organismo funcional.
Os cientistas esperam que o estudo dos coanoflagelados ajude a aprender como essas habilidades evoluíram inicialmente.
Os coanoflagelados não têm corpos grandes e complexos e não passam por embriogênese. No entanto, eles têm algumas qualidades semelhantes às dos animais. Suas células, por exemplo, podem assumir várias formas diferentes com funções diferentes.
Assim como nossas células podem assumir a forma de um nervo ou músculo, os coanoflagelados podem mudar da forma padrão de funil e flagelo para se tornarem bolhas amorfas e mutáveis, como uma ameba.
Os coanoflagelados também podem formar pequenas colônias multicelulares. Na presença de certas espécies de bactérias, eles se unem em pequenos grupos de células chamados rosetas. As rosetas parecem se formar porque são melhores para capturar bactérias (que os coanoflagelados comem) do que as células dos organismos individuais.
As rosetas podem crescer um pouco, mas quando atingem um tamanho de cerca de dez células, as ligações entre as células esticam e se rompem, dividindo as rosetas ao meio para formar duas rosetas menores de coanoflagelados cooperantes.
A semelhança destas rosetas com os estágios iniciais de um embrião animal parece ser uma coincidência. Ao contrário de um embrião animal, elas não estão destinadas a se desenvolver em nada mais. O novo estudo é sobre o crescimento dessas rosetas.
Em muitos animais, de camundongos a moscas, há um pequeno grupo de genes que trabalham juntos para controlar o tamanho dos diferentes órgãos — quantas células eles contêm. Apelidados Hippo, Warts e Yorkie, esses genes parecem ter o nome de uma quadrilha de bandidos.
Eles são conhecidos coletivamente como a “via Hippo”. Quando os genes da via Hippo sofrem mutação em um embrião de mosca ou camundongo em crescimento, o resultado são moscas com olhos enormes ou camundongos recém-nascidos com fígados monstruosos.
Em humanos adultos, quando os genes Hippo sofrem mutação, eles podem produzir tumores cancerosos de células que se dividem de forma descontrolada.
Os coanoflagelados têm uma série de genes em comum com os animais. Embora não tenham órgãos como olhos ou fígados (ou embriões ou câncer), eles têm os genes da “quadrilha” do Hippo. O novo artigo descreve primeiro como os pesquisadores desenvolveram uma nova técnica que permite aos cientistas direcionar qualquer gene em um coanoflagelado para que ele possa ser deliberadamente mutado.
Quando o gene Warts passou por uma mutação, as rosetas de células cresceram duas vezes mais que o normal, de modo que acabaram contendo 20 células ou mais. Esse crescimento descontrolado é muito semelhante ao que foi observado em estudos anteriores com moscas, camundongos e alguns tipos de câncer humano.
Os detalhes de como os genes da via Hippo controlam o tamanho das rosetas ainda não são conhecidos. Mas o novo trabalho contribui para o quadro que estamos construindo do precursor unicelular dos animais. É outra característica semelhante à dos animais que os coanoflagelados têm.
Se viajássemos no tempo para encontrar esse minúsculo animal, nunca o confundiríamos com um membro do Reino Animal. Mas, mesmo assim, encontraríamos em seu repertório algumas habilidades que se revelariam úteis na evolução dos animais.
A evolução pegou os materiais que estavam disponíveis — a capacidade de produzir diferentes tipos de células, de unir essas células, de regular o número de células e assim por diante — e os modificou. A partir desses primórdios, a seleção natural fez seu trabalho, resultando, 600 milhões de anos depois, na incrível diversidade do Reino Animal, desde águas-vivas a moscas, tênias, estrelas-do-mar e você.
