Teoria da endossimbiose, entenda!

Em Dicas de ciências por André M. Coelho

A taxonomia e a filogenia (as maneiras pelas quais os seres vivos são conectados, categorizados e nomeados) acabam resumindo-se a questões de origem: quem gerou a quem e quem originalmente gerou os geradores, e assim por diante. Parte da geração é bastante direta, envolvendo adaptações graduais às condições que mudam gradualmente. E então, temos a endossimbiose.

A teoria da endossimbiose

Mudanças drásticas nas condições parecem levar a mudanças evolutivas repentinas e significativas. E, às vezes, um evento fortuito simplesmente causa um grande impacto no lago evolutivo. A origem dos eucariotos parece ter incluído um grande respingo na forma de endossimbiose, uma condição na qual diferentes organismos vivem juntos, um dentro do outro.

Mitocôndria e cloroplasto na endossimbiose

A chave para o sucesso das células eucarióticas foram duas organelas poderosas e de apoio mútuo: a mitocôndria e o cloroplasto:

A mitocôndria consome oxigênio para extrair eficientemente energia de fontes de carbono como glicose, produzindo dióxido de carbono e água no processo.

O cloroplasto consome água e dióxido de carbono à medida que capta energia da luz e a canaliza para a energia química da glicose, liberando oxigênio no processo.

A teoria endossimbiótica propõe que essas organelas já foram células procarióticas, vivendo dentro de células hospedeiras maiores. Os procariontes podem inicialmente ter sido parasitas ou mesmo uma refeição pretendida para a célula maior, escapando de alguma forma da digestão.

A incorporação de outras células ou organismo durante o processo evolutivo é o que a teoria da endossimbiose acredita. (Foto: WordPress.com)

Procariontes nas células

Qualquer que seja a causa de sua internação inicial, esses procariontes podem em breve se tornar prisioneiros dispostos a um diretor agradecido. Os procariontes prisioneiros podem ter fornecido nutrientes cruciais (no caso do cloroplasto primitivo) ou ajudado a explorar o oxigênio para extrair energia (no caso da mitocôndria primitiva). Os procariontes, por sua vez, teriam recebido proteção e um ambiente estável para viver.

Múltiplas linhas de evidência apoiam a teoria endossimbiótica. A endossimbiose é observada em outras partes da biologia. As mitocôndrias e os cloroplastos têm semelhanças intrigantes em estrutura, reprodução, bioquímica e composição genética de certos procariontes. O fato claro de que mitocôndrias e cloroplastos têm qualquer informação genética própria argumenta a favor da teoria.

Como praticamente todos os eucariotos possuem algum tipo de mitocôndria, enquanto apenas os eucariotos fotossintéticos possuem cloroplastos, foi proposto que a endossimbiose ocorreu duas vezes em série. Primeiro, um procarionte heterotrófico aeróbico (usando oxigênio) foi absorvido por uma célula hospedeira maior. Com o tempo, o procarionte co-evoluiu com o hospedeiro, tornando-se algo como uma mitocôndria. Em seguida, um procarionte fotossintético foi recolhido por uma célula contendo mitocôndria. Este modelo de origem eucariota é chamado endossimbiose serial.

Tipos de endossimbiose

Existem dois tipos de transmissão simbionte. Na transmissão horizontal, cada nova geração adquire simbiontes vivos gratuitos do meio ambiente. Um exemplo são as bactérias fixadoras de nitrogênio em certas raízes das plantas.

A transmissão vertical ocorre quando o simbionte é transferido diretamente do pai para a prole. Há também uma combinação desses tipos, onde os simbiontes são transferidos verticalmente por alguma geração antes que ocorra uma troca de hospedeiro e novos simbiontes são adquiridos horizontalmente do ambiente.

Nas transmissões verticais, os simbiontes geralmente têm genomas reduzidos e não conseguem mais sobreviver por conta própria. Como resultado, o simbionte depende do host, resultando em um relacionamento co-dependente altamente íntimo.

Por exemplo, os simbiontes de pulgão-ervilha perderam genes para moléculas essenciais, agora contando com o hospedeiro para fornecê-los com nutrientes. Em troca, os simbiontes sintetizam aminoácidos essenciais para o hospedeiro pulgão.

Outros exemplos incluem simbiontes nutricionais Wigglesworthia de moscas tsé-tsé ou em esponjas. Quando um simbionte atinge esse estágio, ele começa a se parecer com uma organela celular, semelhante a mitocôndrias ou cloroplastos.

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Sobre o autor

André é formado em pedagogia, já tendo dado aulas na educação infantil e atuado como professor e coordenador de cursos de inglês. Entendendo como funciona o processo de aprendizagem, decidiu escrever para o blog Múltipla Escolha onde postagens sobre aprendizado, provas, concursos, e muito mais para ajudar seus leitores a aprenderem.

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