Evolução dos microrganismos corresponde a 85% da história biológica, disse Andrew Knoll durante a 1ª Escola São Paulo de Ciência Avançada – Evolution, em Ilhabela (Un.Berkeley)

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Professor de Harvard fala sobre a vida no jovem planeta Terra

30/08/2012

Por Karina Toledo

– “Imagine sua paisagem preferida, mas sem qualquer tipo de planta ou animal”, disse Andrew Knoll, professor de História Natural da Universidade Harvard, ao explicar como era a Terra há 3 bilhões de anos.
“A temperatura lembrava um dia de verão no Rio de Janeiro e praticamente não havia oxigênio. Não sobreviveríamos mais do que três minutos no planeta”, afirmou. O ambiente pode parecer estéril à primeira vista, mas a vida estava em plena atividade, disse o cientista. Microrganismos já faziam fotossíntese e fixavam o nitrogênio da atmosfera na forma de compostos que, futuramente, serviriam de nutrientes para outros seres vivos.

Knoll está no Brasil para participar da 1ª Escola São Paulo de Ciência Avançada – Evolution (SPSAS-Evo), que ocorre em Ilhabela até o dia 31 de agosto. O evento é realizado no âmbito da Escola São Paulo de Ciência Avançada (ESPCA) – modalidade de apoio da FAPESP que financia a organização de cursos de curta duração em pesquisa avançada nas diferentes áreas do conhecimento – e tem promoção das universidades de São Paulo (USP), Estadual de Campinas (Unicamp) e Estadual Paulista (Unesp).

Em sua apresentação, o pesquisador ressaltou que 85% da história da vida na Terra é microbiana. “Quando pensamos em registros fósseis, logo vêm à mente os dinossauros, mas eles surgiram há apenas 200 milhões de anos. Os animais, em geral, têm no máximo 600 milhões de anos. Por outro lado, registros geológicos indicam que a Terra tem 4,5 bilhões de anos e se tornou um planeta biológico há pelo menos 3,5 bilhões de anos”, afirmou.

Por meio da análise química de fósseis e rochas coletados na Austrália ocidental e no sul da África, Knoll e sua equipe reconstroem em laboratório a história ambiental do planeta. “Depois usamos a fisiologia para conectar esse conhecimento à história biológica”, disse à Agência FAPESP.

Os grandes depósitos de ferro no subsolo do planeta, exemplificou, são um indício de que os primeiros habitantes do planeta usavam esse elemento para respirar, além do enxofre e do carbono. “A composição química dos sedimentos indica que antes de 2,4 bilhões de anos não havia oxigênio na atmosfera”, explicou.

Tal cenário começou a mudar com o surgimento das cianobactérias, primeiro grupo de microrganismos capaz de usar luz solar, água e dióxido de carbono (CO2) para fazer fotossíntese e produzir oxigênio. Isso possibilitou a formação da camada de ozônio e abriu caminho para o surgimento de organismos eucariontes, com usinas de energia altamente especializadas conhecidas como mitocôndrias.

“Ressalto sempre para os estudantes que a Terra não é uma plataforma silenciosa na qual a evolução acontece. A vida tem influência na forma como o ambiente se modifica e, por outro lado, o ambiente influencia o curso da evolução”, disse Knoll.

Produtores primários
Outro grande divisor de águas na história biológica foi o aparecimento das angiospermas, as plantas produtoras de flores e frutos, afirmou Susana Magallón, professora do Departamento de Botânica da Universidade Nacional Autônoma de México, que também participa da SPSAS-Evo.

“Em uma cadeia ecológica, as angiospermas representam os produtores primários. São, portanto, a base de todos os ecossistemas existentes nos dias de hoje. Segundo alguns teóricos, diversas espécies animais teriam coevoluído com as angiospermas, como os insetos, pássaros e morcegos polinizadores”, disse.

Além disso, acrescentou Magallón, pesquisas recentes sugerem que mesmo espécies antigas de plantas, como as samambaias, voltaram a se diversificar em resposta aos novos hábitats criados pelas angiospermas, dando origem a subespécies mais modernas.

“As angiospermas possuem um sistema complexo de ramos capaz de formar copas densas e árvores muito diferentes. Isso permite o surgimento de florestas muito mais ricas do que aquelas compostas predominantemente por coníferas, em que diferentes tipos de organismos encontram nichos para prosperar”, explicou.

Magallón calcula que a diversificação das angiospermas teve início entre 130 e 140 milhões de anos atrás. A estimativa é feita com base na análise de registros fósseis e também em métodos conhecidos como relógios moleculares.

“Medimos a quantidade de diferenças genéticas que existe entre as linhagens atuais e seus ancestrais preservados nos registros fósseis. Isso permite estimar o tempo que separa essas espécies”, explicou.

Mas, para que esses relógios moleculares fiquem bem calibrados, é preciso conhecer a taxa de evolução de cada espécie. “Alguns grupos sofrem uma substituição molecular por ano, enquanto outros podem sofrer dez. É preciso homogeneizar a escala temporal para poder comparar”, disse Magallón.
Em sua apresentação, Magallón falou sobre como avaliar a qualidade dos registros fósseis para poder usá-los na calibração dos relógios moleculares, tema ao qual vem se dedicando na última década.

Mais recentemente, a pesquisadora vem investigando os processos evolutivos por trás da enorme diversidade de plantas existente na porção norte da região neotropical, que compreende o sul do México e da Flórida, além de toda a América Central e do Sul.

“Para isso, comparamos a taxa de geração de espécie com a de extinção. Certamente os processos evolutivos por trás da diversidade existente no México são diferentes daqueles que ocorreram na Amazônia ou no Cerrado brasileiro. E também são menos conhecidos”, avaliou.