Evolução celular

Mestre em Ecologia e Evolução (Unifesp, 2015)
Graduada em Ciências Biológicas (Unifesp, 2013)

Sendo a célula a unidade fundamental de estrutura e função da vida, estudar a origem da vida é estudar a origem da célula. Ao longo da história da ciência, muitos cientistas se dedicaram a estudar como teriam surgido as primeiras formas de vida e muitas hipóteses foram propostas, sendo a mais amplamente aceita a hipótese da evolução molecular, também conhecida como evolução química.

Segundo a hipótese da evolução molecular as primeiras células teriam sido formadas nos mares primitivos a partir de aglomerados de moléculas orgânicas, que por sua vez teriam se originado das reações químicas — impulsionadas por descargas elétricas e radiação UV — entre as moléculas que compunham a atmosfera primitiva.

Mas de que forma tais aglomerados de matéria orgânica poderiam ter evoluído para as células como conhecemos hoje? As características celulares dos seres vivos atuais e alguns experimentos dão algumas pistas. A membrana plasmática presente nas células é responsável por controlar a entrada e saída das substâncias das células, permitindo a manutenção do ambiente interno adequado a diversos processos essenciais à vida. Sem ela, a célula perde sua estrutura e morre. Dessa forma, há um consenso de que o surgimento de sistemas químicos que permitem isolar os meios interno e externo deve ter sido uma etapa fundamental para o surgimento da vida. Experimentos de laboratório mostram que essa hipótese é plausível, já que em determinadas condições que simulam as condições da Terra primitiva podem ser formados aglomerados de moléculas orgânicas que formam um sistema semi-isolado. Estes aglomerados teriam então dado origem aos seres vivos no momento em que adquiriram a capacidade de regular suas próprias reações e de se autoduplicar.

Não existe um consenso sobre a forma como as primeiras formas de vida (ou primeiras células) obtinham energia para sua sobrevivência. Durante muito tempo a ideia de que elas se alimentariam de moléculas orgânicas do meio (hipótese heterotrófica) perdurou, mas a hipótese de que seriam capazes de produzir seu próprio alimento através da quimiossíntese (hipótese autotrófica) vem ganhando força.

Quanto à organização, acredita-se que os primeiros seres vivos eram unicelulares, procariontes, anaeróbios e dotados de uma estrutura bastante simples. A hipótese mais aceita para o surgimento de células eucariontes, mais complexas, é a da endossimbiose. Segundo esta hipótese, organismos procariotos ancestrais — que não possuíam núcleo verdadeiro — teriam, num primeiro momento, desenvolvido um núcleo verdadeiro, envolto por um sistema de endomembranas, através de invaginações da membrana plasmática. Em seguida, este eucarioto ancestral teria englobado uma bactéria aeróbia e estabelecido com elas uma relação simbiótica, isto é, mutuamente vantajosa. Enquanto a célula provia proteção do meio externo e nutrientes à bactéria, esta última retribuía utilizando o oxigênio de forma positiva, fornecendo energia à célula hospedeira através da respiração celular. Assim, ao longo do tempo, teriam se tornado um único organismo e estas bactérias aeróbias teriam dado origem às mitocôndrias. A mesma hipótese explica a origem dos plastídios, que acredita-se que eram procariontes fotossintetizantes que foram englobados por um ancestral das células eucarióticas. No entanto, assume-se que as mitocôndrias tenham surgido antes dos plastídios ao longo da evolução, já que todas as células eucariontes têm mitocôndrias, mas nem todas têm plastídios.

Referências:

Amabis, J.; Martho, G. Biologia moderna Amabis & Martho. Manual do Professor. 1ª Edição. São Paulo: Editora Moderna. 2016.

Lopes, S.; Rosso, S. Biologia: volume único. Editora Saraiva. 2005.

Reece, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10ª Edição. Porto Alegre: Artmed. 2015.

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