Explosão de vida

Evolução dos organismos unicelulares para grandes animais não foi gradual, mas ocorreu principalmente em dois períodos, aponta estudo na Pnas

Agência FAPESP – Em 3,5 bilhões de anos, a vida na Terra passou de microscópicas criaturas unicelulares para formas de dimensões tão grandes como árvores, elefantes e baleias. Um novo estudo aponta que o aumento no tamanho dos organismos não foi gradual, mas ocorreu principalmente em duas explosões distintas e ligadas à evolução geológica do planeta.

A pesquisa, que será publicada esta semana no site e em breve na edição impressa da revista Proceedings of the National Academy of Sciences, é parte de um projeto com o objetivo de documentar o aumento no tamanho dos seres vivos apoiado pelo Centro de Síntese Evolucionária dos Estados Unidos.

Segundo os autores, a análise dos maiores organismos fósseis conhecidos demonstra que o tamanho máximo aumentou em 16 ordens de magnitude desde os primeiros registros de vida no planeta.

Os cientistas destacam que a maior parte do aumento se deve a dois momentos distintos. “O primeiro foi no meio do Paleoproterozóico (há aproximadamente 1,9 bilhão de anos) e o segundo durante o Neoproterozóico superior e o início da era Paleozóica (de 600 milhões a 450 milhões de anos atrás)”, descreveram.

De acordo com o estudo, os dois momentos ocorreram durante ou pouco após elevados aumentos na concentração de oxigênio na atmosfera, “sugerindo que o potencial evolucionário latente foi realizado pouco após as limitações ambientais terem sido removidas”.

“O interessante é que cada um desses passos ocorreu em um tempo na história da Terra em que houve inovação na complexidade da vida. A primeira com a célula eucarionte e a segunda com a multicelularidade da vida”, disse Jennifer Stempien, da Virginia Tech, uma das autoras da pesquisa.

Do primeiro 1,5 bilhão de anos da história da vida de que se tem registro – entre 3,5 bilhões de anos e 2 bilhões de anos atrás – são conhecidos apenas fósseis de formas como bactérias. Como o tamanho segundo o qual uma célula de bactéria pode crescer é altamente limitado, as dimensões e volume máximos dos seres não aumentaram até a chegada de organismos mais complexos.

Mas, antes que isso ocorresse, algo importante aconteceu que mudou o planeta. Há cerca de 3 bilhões de anos, algumas bactérias primitivas criaram um metabolismo que permitiu o uso da energia solar e do dióxido de carbono para que se desenvolvessem. Ou seja, inventaram a fotossíntese.

As bactérias se proliferaram em oceanos sem oxigênio e passaram a preencher a atmosfera do importante gás. O aparecimento do oxigênio livre viabilizou a evolução de estruturas celulares mais complexas. Os organismos desenvolveram núcleos para conter seu material genético e incorporaram outras maquinarias intracelulares.

Foi quando a célula eucarionte surgiu. Ainda um organismo de única célula, mas capaz de dar origem a estruturas muito maiores do que as bactérias. Em cerca de 200 milhões de anos, os organismos passaram de células invisíveis ao olho nu a organismos macroscópicos do tamanho de uma moeda.

“O aumento no tamanho e na complexidade foi conseqüência de interações geobiológicas entre a vida e a Terra. A própria vida permitiu que a vida se tornasse mais complexa”, disse outro dos autores do estudo, Michal Kowalewski, também da Virgina Tech.

A vida continuou na forma de seres com única célula por mais 1 bilhão de anos, até pouco antes da transição do período Pré-cambriano para o Cambriano, há cerca de 540 milhões de anos, quando o oxigênio atmosférico novamente aumentou, atingindo cerca de 10% da concentração atual.

A maior quantidade de oxigênio teria permitido o surgimento de organismos multicelulares cada vez maiores. Em um intervalo de tempo relativamente rápido em termos evolucionários – cerca de 100 milhões de anos – os seres vivos pularam do tamanho de moedas para criaturas marinhas gigantescas, como os cefalópodes do período Ordoviciano.

O artigo Two-phase increase in the maximum size of life over 3.5 billion years reflects biological innovation and environmental opportunity, de Jonathan Payne e outros, poderá ser lido em breve por assinantes da Pnas em www.pnas.org.