Fósseis moleculares encontrados em rochas sedimentares antigas revelaram um mundo perdido de eucariotos primitivos que dominaram os ecossistemas aquáticos de pelo menos 1,6 bilhão a 800 milhões de anos atrás.
As descobertas, publicadas em 7 de junho na Nature , vêm de análises laboratoriais de amostras de rochas de todo o mundo que revelaram remanescentes de compostos primitivos chamados protoesteróides. A maioria dessas moléculas, que se formam no processo de criação de esteróides, provavelmente foram produzidas por eucariotos primordiais, formas de vida relativamente complexas que hoje incluem animais, plantas, algas e fungos, dizem os pesquisadores.
Quase todos os eucariotos produzem moléculas chamadas esteróides, como o colesterol, que são componentes cruciais das membranas celulares. Os esteróides não se degradam facilmente e seus remanescentes podem ser detectados em rochas sedimentares como fósseis moleculares.
O último ancestral comum de todos os eucariotos viveu há cerca de 1,2 bilhão a mais de 1,8 bilhão de anos. Mas os cientistas não sabem quase nada sobre a abundância, ecologia e habitats desses primeiros microorganismos. Fósseis moleculares e físicos de eucariotos datados de 800 milhões de anos atrás foram encontrados. Mas, mais para trás no tempo, seus fósseis físicos tornam-se escassos e os fósseis moleculares dos esteróides tornam-se indetectáveis. A existência de protoesteróides havia sido prevista, mas não estava claro como eles seriam – ou se poderiam ser detectados – até que os pesquisadores descobriram uma maneira de recriar essas pegadas moleculares no laboratório.
“Este estudo explica por que não vemos pegadas desses caras nas rochas, já que os pesquisadores estavam procurando a coisa errada”, diz a bióloga Laura Katz, bióloga do Smith College em Northampton, Massachusetts, que não esteve envolvida com o estudo. novo trabalho. “Ele preenche um vazio nos registros fósseis.”
A escassez de fósseis óbvios de eucariotos antes de 800 milhões de anos atrás levou os cientistas a especular que o ecossistema naquela época era dominado por bactérias. Alternativamente, os eucariotos primordiais podem ter simplesmente faltado força em números para deixar para trás restos de esteróides detectáveis.
Alguns cientistas tiveram uma explicação diferente: e se alguma molécula intermediária na via química que produz esteróides modernos fosse realmente o produto final do processo em eucariotos primordiais? Essa teoria havia sido proposta pelo bioquímico Konrad Bloch, que ganhou o Prêmio Nobel de fisiologia ou medicina em 1964 pela descoberta da via biossintética do colesterol.
Para testar isso, o geoquímico Jochen Brocks, da Universidade Nacional Australiana em Canberra, e colegas amadureceram artificialmente moléculas produzidas nas primeiras etapas da biossíntese de esteróides, incluindo lanosterol e cicloartenol. Isso revelou como seriam os fósseis moleculares dos compostos. Em seguida, os pesquisadores procuraram esses fósseis em betume tipo alcatrão e óleos extraídos de rochas antigas de todo o mundo.
Os pesquisadores descobriram um dilúvio de protoesteróides em amostras que variam de ambientes de águas profundas a relativamente rasas. A amostra mais antiga, datada de 1,6 bilhão de anos atrás, veio da Formação Barney Creek, na Austrália.
“Um dos maiores quebra-cabeças da evolução inicial é: por que nossos ancestrais eucarióticos altamente capazes não dominaram as antigas vias navegáveis do mundo? Onde eles estavam se escondendo? diz Benjamin Nettersheim, geobiólogo da Universidade de Bremen, na Alemanha. “Mostramos que os microorganismos produtores de protoesteróides estavam escondidos à vista de todos e eram de fato abundantes nos antigos oceanos e lagos do mundo o tempo todo”.
Enquanto a maioria das bactérias produz uma molécula diferente, chamada hopanoides, algumas bactérias também possuem as ferramentas químicas para iniciar a produção de protoesteróides. Mas essas bactérias existem em ambientes de nicho, como infiltrações de metano e fontes hidrotermais. E suas pegadas moleculares não foram encontradas em sedimentos com mais de 800 milhões de anos, levando os pesquisadores a concluir que os eucariontes dominavam os ecossistemas antigos.
“Konrad Bloch teria ficado encantado, se estivesse vivo, em ver isso”, diz o geobiólogo do MIT Roger Summons, que não esteve envolvido no estudo. “Este artigo confirmou elegantemente sua previsão de que os precursores biossintéticos do colesterol refletem a busca da vida antiga por melhorias”. (Bloch morreu em 2000.)
Fazer esses precursores de esteróides requer menos oxigênio e energia, de modo que pode ter dado aos eucariotos primordiais uma vantagem em prosperar nas duras condições de baixo oxigênio da Terra primitiva, propõem os pesquisadores ( SN: 30/10/15 ).
“Se for verdade, [este estudo] sugere que podemos examinar a evolução passo a passo dos eucariontes em [um] nível de detalhe sem precedentes”, diz o biólogo evolutivo Yosuke Hoshino, do Centro de Pesquisa Alemão GFZ para Geociências em Potsdam, que não foi envolvidos no estudo. “Esta é uma grande oportunidade para entender a evolução da vida complexa, com a qual os biólogos sempre sonharam.”
