Evolua

Aprendendo Evolução

O site do Instituto de Biociências da USP possui uma apresentação interativa sobre o ensino e aprendizado de evolução.

Fonte: Instituto de biociências via Nomes Científicos no Face

Teoria Endossimbiótica

Recebi uma sugestão de postagem de Luciano Fontes de Sergipe sobre os processos evolutivos envolvidos na endossimbiose incluindo endossimbiose primarias e secundarias das algas. Fiz uma pesquisa no meu material e pela web para ajudar a entender essa questão.

Primeiro vamos falar um pouco sobre as algas.

Algas

As algas são seres uni- ou pluricelulares fotossintetizantes que são distintos das plantas por não possuírem tecidos especializados e embrião. São consideradas algas as cianobactérias e os protistas fotossintetizantes, além de alguns de seus parentes não fotossintetizantes. As cianobactérias, também conhecidas como cianofíceas ou algas azuis, são seres procariontes e pertencem ao domínio Bacteria, sendo as únicas algas pertencentes a esse grupo. O reino Protista, pertencente ao domínio Eukarya, reúne os eucariontes que não pertencem aos reinos Plantae, Fungi e Animalia. As algas do reino Protista tiveram origem em eventos de endossimbiose primária ou secundária, podendo apresentar todos os tipos de clorofila conhecidos. Os protistas não fotossintetizantes estudados juntamente com as algas são seres filogeneticamente próximos aos organismos que fizeram endossimbiose no passado, ou são derivados de grupos fotossintetizantes que perderam a capacidade de realizar fotossíntese. Contudo, poucos protistas não fotossintetizantes são abordados em Sistemática de Criptógamas, cabendo a certos ramos da Zoologia estudar outras diversidades de protistas.

As algas desempenham um papel ecologicamente semelhante àquele exercido pelas plantas terrestres, sendo responsáveis pela maior produtividade de oxigênio do planeta. Também se destacam por fazerem parte do fitoplâncton, a base da cadeia alimentar em ambientes aquáticos. Tem relevante importância econômica na indústria alimentícia, têxtil, farmacêutica e química, além de gerar grandes prejuízos às populações humanas através dos eventos de floração tóxica.

Fonte: http://www.criptogamas.ib.ufu.br/node/2

A origem: Teoria da Endossimbiose 

A capacidade de multiplicação dos plastos e suas semelhanças bioquímicas com os seres procariontes  atuais sugerem que essas organelas tiveram como ancestrais bactérias fotossintetizantes primitivas, que há centenas de milhões de anos estabeleceram uma relação de cooperação com células eucariontes. No decorrer do processo evolutivo, a dependência entre os dois tipos de organismos teria se tornado tão grande que as bactérias fotossintetizantes e a célula eucarionte hospedeira perderam a capacidade de viver isoladamente.

A teoria da endossimbiose acredita que as mitocôndrias e cloroplastos são organelas derivadas da interação entre um organismo procarionte ancestral aeróbio e um um organismo unicelular anaeróbico, já com carioteca. Supõe-se que os primeiros eucariontes tinham por hábito englobar bactérias como alimento. Em algum momento da evolução desses organismos, algumas bactérias, que já tinham a capacidade de realizar a respiração, foram mantidas no citoplasma dos eucariontes sem serem degradadas. Essas bacterias teriam sido mantidas por beneficiarem os eucariontes, realizando para eles a respiração e os eucariontes lhes proporcionava proteção e nutrientes. Essa relação biótica com benefício para ambos os indivíduos (mutualismo) teria se perpetuado, e essas bactérias teriam dado origem às atuais mitocôndrias.

Algum tempo depois, alguns eucariontes iniciaram outra relação simbiótica, desta vez com cianobactérias. Estas realizavam a fotossíntese e dele recebiam proteção e matéria-prima. Essa relação mostrou-se tão vantajosa que se perpetuou, e essas cianobactérias teriam dado origem aos atuais cloroplastos.

Evolução das plantas

Poucos livros tratam da origem dos organismos fotossintetizantes. Neste texto aponto as teorias que discutem a origem desses organismos fotossintetizantes. Para o presente texto utilizei o livro: Biologia vegetal de Eurico Cabral editora EDUSP.

Os primeiros seres vivos que deram origem as plantas são desconhecidos. Mas teriam sido seres unicelulares capazes de realizar fotossíntese e viviam dentro do mar, se deslocando dentro de massas de água que os carregavam, e possivelmente desenvolveram sensores captadores e direcionadores ao foco de luz para realizar a fotossíntese.

De acordo com a biologia molecular os eucariotos se dividiram em diversas linhagens filogenéticas; Animais, (metazoários invertebrados e vertebrados), fungos, plantas (com clorofila A e B, terrestres e algas verdes), algas vermelhas e estramenopilas ( algas pardas, diatomáceas e outras algas com clorofila A e C).

Segundo o botânico alemão Schimper em 1883, os eucariotos surgiram de endossimbioses múltiplas. No caso da mitocôndria, um protozoário primitivo fagocitou uma bactéria aeróbica e por algum problema enzimático a associação teria sido vantajosa para ambos, as bactérias fagocitadas foram reduzindo, diferenciações de lamelas formam ganhando invaginações da membrana plasmática até se transformarem nessas estruturas nas quais conhecemos hoje.

Essa teoria foi formalizada por Altmann em 1890 e em seguida Mereschkowsky em 1905 afirmou que um procedimento semelhante teria ocorrido com os cloroplastos. Pode-se dizer que as plantas eucariotas podem ser fruto de uma polissimbiose, ou seja, formado por organismos quadrigênomicos, um genoma nuclear do organismo fagocitante e mais três genomas bacterianos: aeróbicos, cianobacterias e espiroquetas. As células clorofiladas teriam surgido de forma autógena, com mudanças graduais em um processo evolutivo lento. As primeiras algas a surgirem foram as Cianobacterias e Proclorofitas estritamente procariotas, posteriormente com a origem dos eucariotos surgiram os outros grupos de algas que são estritamente eucariotas.

Talvez o primeiro avanço na complexidade das plantas tenha sido dado pela formação de indivíduos pluricelulares. A pluralidade nas plantas ainda é um mistério para a ciência, mas algumas hipóteses podem explicar esse primeiro passo.

As primeiras colônias podem ter surgido com a não separação das células filhas após a divisão celular. As células filhas ficaram retidas em uma bainha de mucilagem que envolvia a célula mãe. Isso é uma forte evidencia levando em consideração que em algumas colônias isso realmente acontece. As células são mantidas unidas por uma matriz gelatinosa. Em algumas colônias o número de célula não aumenta com o tempo, essas colônias em que o numero de células é mantido o mesmo do inicio ao fim recebem o nome de cenóbio. Formar colônias pode ser vantajoso em relação a indivíduos isolados.

Muitas vezes é difícil saber se formam realmente uma colônia uma vez que eles podem se apresentar de forma intermediaria, sendo difícil saber se realmente são coloniais ou se apenas estão aglomerados

Alguns representantes ainda vivos parecem demonstrar exemplos dessa transição de unicelular para a pluricelularidade. O Gonium é uma alga verde e apresenta uma colônia simples onde todas as células são iguais e totipotentes.

Gonium sp

Partindo deste ponto não é difícil imaginar que a partir daí a multicelularidade possa ter surgido permitindo a formação de estruturas com morfologias mais variadas, desde as mais comuns nas algas se destaca a formação de filamentos multisseriados passando por diversos tamanhos e formas até estruturas com vários metros de distância. Essa transformação de uma estrutura em forma de talo até estruturas multicelulares pode ter favorecido esses indivíduos quanto a seu metabolismo, aumentando significativamente seu tamanho e favorecendo a fotossíntese.

Humor Biológico #7 - Especial Darwin

Tirinhas de Fernando Gonsales

Fonte: Blog Ciência na Mídia

Tirinha evolutiva

Descoberta de novo tipo de bactéria desafia consenso sobre mitocôndrias

Origem de 'usinas' de energia das células pode ser diferente do previsto.
Pesquisa sueca explica teoria em duas publicações científicas.
Do G1, em São Paulo

Cientistas da Universidade de Uppsala, na Suécia, descobriram um novo tipo de bactéria que pode alterar o consenso sobre a evolução de estruturas como a mitocôndria -- as "usinas" de energia dentro das células humanas e de outro animais - existente atualmente. Pesquisas sobre o assunto foram divulgadas nas publicações científicas "Molecular Biology and Evolution" e "PLos One".
O grupo usa dados de pesquisas internacionais sobre o DNA de bactérias em todos os oceanos do mundo. Eles encontraram sequências de proteínas que participam na respiração celular, quando o açúcar é destruído para formar como resíduos dióxido de carbono e água, além de liberar energia.
saiba mais
Estudo mostra como bactéria passou de ameaça inofensiva a praga mortal
Alteração em mitocôndrias aumenta risco de degeneração nos olhos com idade
Ao comparar essas proteínas àquelas usadas pelas mitocôndrias, os pesquisadores desvendaram um tipo raro e desconhecido de bactéria. Para Johan Viklund, do Departamento de Evolução Molecular da universidade, a origem das mitocôndrias pode estar nos oceanos, mas os "parentes" mais próximos dessas estruturas não seriam bactérias do grupo SAR11, um tipo comum de organismos unicelulares nos mares.
Agora, os pesquisadores suecos acreditam que os verdadeiros parentes podem pertencem ao novo tipo de bactéria que descobriram.
Já os organismos de uma só célula do grupo SAR11 representam até 40% do total de bactérias que habitam os oceanos. São importantes no ciclo de carbono terrestre e conseguem sobreviver em ambientes pobres em nutrientes. O interior dessas bactérias é pequeno, o que aumenta a concentração de nutrientes dentro da célula. O genoma desses seres vivos é composto por apenas 1,5 milhão de blocos.
A pesquisa sueca apresentou ideias para o sucesso das bactérias do grupo SAR11 na natureza, que conseguem "trocar" genes com maior facilidade -- essa característica favorece à adaptação ao ambiente e aumenta as chances de sobrevivência das espécies.

Fonte: G1

Não-africanos são parte neandertais, diz estudo

Pessoas sem ascendência africana têm um pedaço dos neandertais dentro de si. É o que afirma um estudo genético feito na Universidade de Montreal, no Canadá, e divulgado nesta segunda-feira (18) no jornal especializado “Molecular Biology and Evolution”.

O homem de Neandertal é uma espécie extinta do gênero Homo (o mesmo dos humanos modernos, os Homo sapiens) , que teria deixado a África entre 400 mil e 800 mil anos atrás – muito antes dos Homo sapiens, que saíram do continente há algo entre 50 mil e 80 mil anos.

Os neandertais viveram na área onde hoje está a França, a Espanha, a Alemanha e a Rússia.

O motivo da extinção da espécie é objeto de muita pesquisa. Estudos recentes indicam que os neandertais e os primeiros Homo sapiens teriam cruzado entre si e que os primeiros teriam sido “absorvidos”.

Essa hipótese é fortalecida pela pesquisa canadense, afirma o líder do estudo, Damian Labuda. O grupo identificou, há dez anos, um pedaço de DNA no cromossomo X humano diferente do resto, cuja origem era desconhecida.

Agora, depois de ser completado o genoma do Neandertal, a equipe comparou os cromossomos das duas espécies e descobriu que esse pedacinho desconhecido era, na verdade, DNA neandertal. Trecho que foi encontrado em pessoas de todos os continentes, menos da África. (Fonte: G1)

Fonte Ambiente Brasil

A Origem das Espécies - Charles Darwin em PDF

Para quem se interessar em ler a obra que revolucionou o pensamento biológico apartir de 1859: http://ecologia.ib.usp.br/ffa/arquivos/abril/darwin1.pdf

Evolução vs Criação - Darwin Estava Errado?

Parte 1


Parte 2


Parte 3


Parte 4


Parte 5