O oxigénio ditava a evolução desde o início, não foi uma adaptação posterior
Há 1,7 mil milhões de anos, os primeiros eucariotas — antepassados de toda a vida complexa, incluindo a humana — não habitavam as profundezas anóxicas que a ciência durante tanto tempo imaginou, mas sim águas costeiras banhadas de oxigénio. Um estudo publicado na Nature, conduzido por investigadores das universidades McGill e da Califórnia, reescreve a narrativa das origens da complexidade biológica, sugerindo que o oxigénio não foi um luxo tardio, mas uma condição fundadora. Esta descoberta não apenas transforma a compreensão da evolução terrestre, como alarga o horizonte da busca por vida complexa noutros mundos.
- A crença de que a vida complexa primitiva emergiu em ambientes sem oxigénio foi derrubada por fósseis microscópicos australianos com mais de 1,4 mil milhões de anos.
- A análise química das rochas que envolviam esses fósseis revelou sinais inequívocos de oxigénio, mesmo numa época em que a maioria dos oceanos era anóxica.
- Os eucariotas permaneceram confinados a zonas costeiras rasas e oxigenadas durante quase mil milhões de anos antes de colonizarem os oceanos abertos.
- A expansão para os oceanos abertos transformou a biosfera de forma irreversível, abrindo caminho para a diversificação da vida complexa que conhecemos hoje.
- As conclusões redefinem as condições ambientais consideradas necessárias para o surgimento da vida complexa, com implicações diretas para a astrobiologia.
Durante muito tempo, a ciência imaginou os primeiros eucariotas a evoluir em ambientes hostis e sem oxigénio. Um novo estudo publicado na Nature contraria essa visão: investigadores das universidades McGill e da Califórnia, em Santa Bárbara, analisaram fósseis microscópicos do norte da Austrália com idades entre 1,75 e 1,4 mil milhões de anos e concluíram que esses organismos ancestrais viviam em águas costeiras rasas e oxigenadas.
A equipa não se limitou a observar os fósseis. Estudou a composição química das rochas envolventes, usando elementos sensíveis ao oxigénio como o ferro para reconstituir as condições do mar antigo. Apesar de a maioria dos oceanos da época carecer de oxigénio, os habitats destes primeiros eucariotas eram uma exceção oxigenada. O autor principal, Galen Halverson, da McGill, queria perceber se estes organismos já possuíam mitocôndrias — as estruturas que permitem usar oxigénio — desde as suas fases mais remotas. A resposta foi afirmativa.
A coautora Leigh Anne Riedman sublinhou que a disponibilidade de oxigénio condicionou a evolução eucariótica desde o início, contrariando suposições de longa data. Maxwell Lechte, também coautor, acrescentou que os fósseis mostram que estes organismos viviam junto ao fundo costeiro e só se expandiram para os oceanos abertos cerca de mil milhões de anos depois — uma transição que transformou a biosfera de forma fundamental.
Para Halverson, compreender a origem dos eucariotas é uma questão científica de alcance profundo: liga-se não só à biodiversidade atual da Terra, mas também às possibilidades de vida complexa noutros planetas habitáveis. O estudo abre novas perspetivas sobre as condições ambientais que tornam possível o surgimento da complexidade no universo.
Durante muito tempo, os cientistas imaginaram os primeiros eucariotas — os antepassados de tudo aquilo que hoje chamamos vida complexa — a evoluir em ambientes hostis, desprovidos de oxigénio ou flutuando à deriva nas águas profundas do oceano primitivo. Um novo estudo publicado na revista Nature vem desafiar essa visão estabelecida. Investigadores das universidades McGill e da Califórnia, em Santa Bárbara, analisaram fósseis microscópicos do norte da Austrália com uma idade entre 1,75 e 1,4 mil milhões de anos e chegaram a uma conclusão surpreendente: esses organismos ancestrais viviam em ambientes marinhos rasos, próximos da costa, e — crucialmente — em águas que continham oxigénio.
Para chegar a esta conclusão, a equipa não se limitou a observar os fósseis. Estudaram a composição química das próprias rochas que os envolviam, recorrendo a elementos sensíveis ao oxigénio, como o ferro, para determinar as condições químicas da água do mar antiga. O que descobriram foi que, apesar de a maioria dos oceanos naquela época carecer de oxigénio, os ambientes onde estes primeiros eucariotas habitavam eram oxigenados. Galen Halverson, professor do Departamento de Ciências da Terra e Planetárias da Universidade McGill e autor principal do estudo, explicou que a equipa queria verificar se estes organismos já tinham adquirido mitocôndrias — as estruturas celulares que lhes conferem a capacidade de utilizar oxigénio — desde as suas fases iniciais.
Os eucariotas incluem plantas, animais, fungos, microrganismos diversos e os seres humanos. Compreender onde e como evoluíram pela primeira vez é fundamental para entender como a vida na Terra se tornou tão diversificada e complexa. A descoberta de que o oxigénio desempenhou um papel desde o início da sua história evolutiva muda a forma como os cientistas pensam sobre as condições necessárias para o surgimento da vida complexa. Leigh Anne Riedman, investigadora da Universidade da Califórnia e coautora do estudo, sublinhou que a disponibilidade de oxigénio ditava a evolução dos eucariotas desde as suas fases iniciais — uma constatação que contraria suposições de longa data.
A localização geográfica dos fósseis descobertos também forneceu pistas importantes sobre como estes organismos viviam e se expandiram. Maxwell Lechte, outro coautor que atualmente trabalha na Universidade de Sydney, observou que a distribuição dos fósseis mostra que os eucariotas provavelmente viviam no fundo do mar, junto à costa, e só se expandiram para os oceanos abertos cerca de mil milhões de anos mais tarde. Esta expansão teria transformado a biosfera de forma fundamental, permitindo que a vida complexa colonizasse novos ambientes e se diversificasse ainda mais.
As conclusões deste estudo alinham-se com outras investigações recentes sobre microrganismos intimamente relacionados com os antepassados dos eucariotas, que sugerem igualmente que estes organismos eram capazes de utilizar oxigénio. Para Halverson, compreender como os eucariotas se originaram é uma questão científica importante e de longa data, que está ligada não apenas à compreensão da biodiversidade presente hoje na Terra, mas também às possibilidades de vida em outros planetas habitáveis. A investigação abre novas perspetivas sobre as condições ambientais necessárias para o surgimento e desenvolvimento da vida complexa no universo.
Notable Quotes
A disponibilidade de oxigénio ditava a evolução dos eucariotas desde as suas fases iniciais— Leigh Anne Riedman, Universidade da Califórnia, Santa Bárbara
Os eucariotas representam a maior parte da vida visível à nossa volta. Compreender como se originaram é uma questão científica importante e de longa data— Galen Halverson, Universidade McGill
The Hearth Conversation Another angle on the story
Porque é que durante tanto tempo os cientistas acreditaram que a vida complexa primitiva não precisava de oxigénio?
Porque a maioria dos oceanos naquela época era anóxica — sem oxigénio. Era lógico pensar que a vida teria evoluído nas condições que dominavam o planeta. Ninguém esperava encontrar bolsas de água oxigenada em ambientes costeiros rasos.
Como é que conseguiram determinar que havia oxigénio na água onde estes fósseis viviam?
Analisaram a composição química das rochas que envolvem os fósseis. Elementos como o ferro comportam-se de formas diferentes consoante a presença ou ausência de oxigénio. As rochas funcionam como um registo químico do passado.
E se estes organismos precisavam de oxigénio desde o início, o que isso muda na nossa compreensão da evolução?
Muda tudo. Significa que a capacidade de respirar oxigénio não foi uma adaptação posterior, mas algo que os eucariotas já possuíam. O oxigénio não foi um obstáculo que tiveram de ultrapassar — foi um recurso que aproveitaram desde o princípio.
Porque é que demoraram tanto tempo a expandir-se para os oceanos abertos?
Provavelmente porque os ambientes costeiros rasos ofereciam tudo aquilo de que precisavam. Só quando a vida se tornou mais complexa e competitiva é que a expansão para águas mais profundas se tornou vantajosa.
Isto tem implicações para procurar vida noutros planetas?
Absolutamente. Se a vida complexa requer oxigénio desde cedo, então os ambientes que procuramos noutros mundos devem ter características semelhantes — águas costeiras, oxigenadas, próximas de terra. Não devemos procurar apenas em ambientes extremos.