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As comunidades microbianas são fornecedores de biotecnologia amplamente utilizados para processos como a fabricação de biocombustíveis e novos alimentos, ou para ajudar as plantações a crescerem melhor. Para projetar comunidades bem-sucedidas, os cientistas precisam prever se os microorganismos podem viver e trabalhar juntos. Uma regra preditiva popular afirma que, se um par de micróbios coexistir, eles também coexistirão em uma comunidade maior de micróbios. Um estudo publicado em Ciência agora descobri que essa regra simples nem sempre funcionará.
Assim como as plantas e os animais, os microorganismos vivem em comunidades ecológicas complexas compostas por várias espécies que coexistem entre si. Essas comunidades estão espalhadas por todo o planeta e também desempenham um papel crescente e altamente promissor na biotecnologia. As comunidades microbianas estão sendo projetadas para produzir biocombustíveis e outros produtos essenciais em biorrefinarias, para criar novos alimentos ou para ajudar as plantações a crescerem melhor. Assim, aprender como projetar essas comunidades para melhorar os serviços que prestam é um dos principais objetivos da biotecnologia.
Um dos principais obstáculos para a engenharia de comunidades microbianas é que nem todos os microrganismos irão coexistir uns com os outros. Mesmo que consigamos projetar uma comunidade microbiana com alto potencial, é muito provável que muitos de seus membros sejam extintos. É por isso que os cientistas estão tentando encontrar maneiras de prever se as espécies coexistirão umas com as outras.
“Estamos tentando entender a impressionante diversidade que vemos nas comunidades bacterianas. Como tantas espécies conseguem coexistir dentro da mesma comunidade?” disse Djordje Bajić, Professor Assistente em Microbiologia Industrial / Delft University of Technology.
Uma regra simples
Pesquisadores da Universidade da Pensilvânia, Centro Nacional de Biotecnologia do Conselho Nacional de Pesquisa da Espanha, Delft University of Technology e Yale University estudaram como prever a coexistência bacteriana em comunidades complexas. Neste artigo de Chang et al, os autores examinaram uma hipótese popular: para que várias espécies (digamos, A, B e C) coexistam como uma comunidade, cada par de espécies também deve coexistir como um par isolado, por exemplo, A deve coexistir com B, B deve coexistir com C e C deve coexistir com A.
Para testar essa hipótese, os autores decidiram separar doze comunidades microbianas diferentes contendo entre três e dez espécies coexistindo juntas. Eles então competiram com todos os pares possíveis de microorganismos e descobriram que, ao contrário da hipótese acima, a maioria dos pares não coexistia. Em outras palavras, a regra simples de prever a coexistência nem sempre funcionará, indicando que quando se trata de coexistência, muitas vezes o todo é mais do que a soma de suas partes.
Novas ferramentas preditivas
O artigo de Chang enfatiza que o importante problema de prever quais micróbios podem viver juntos ainda não foi resolvido, destacando a necessidade de construir novas ferramentas de previsão. Embora isso possa ser visto como uma má notícia, na verdade representa um grande avanço ao estabelecer que nas comunidades microbianas o todo é muito mais do que a soma das partes. Isso nos ajudará a construir novos modelos que podem nos ajudar a projetar comunidades microbianas.
“Estamos tentando entender a impressionante diversidade que vemos nas comunidades bacterianas”, diz Djordje Bajić, professor assistente de microbiologia industrial. “Como é que tantas espécies conseguem coexistir dentro da mesma comunidade?” Compreender como as bactérias coexistem é importante para uma melhor compreensão do nosso mundo, uma vez que as comunidades microbianas colonizam quase todas as superfícies do nosso planeta, Bajić explica: “Elas desempenham papéis na ciclagem global de elementos e são essenciais para a saúde do nosso próprio microbioma intestinal. é baseado em micróbios.”
A festa das bactérias
Você pode pensar neste estudo como se estivesse em uma festa, onde você gosta de muitas pessoas, mas não gosta de muitas outras pessoas. A ideia estabelecida é que você precisa gostar de todos na festa para se divertir. Isso não tem que ser o caso, é claro. Você pode simplesmente ignorar as pessoas de quem não gosta e optar por passar a noite conversando com outras pessoas. Você pode até participar de discussões com pessoas de quem gosta menos e ainda assim se divertir, desde que outras pessoas também participem dessas conversas.
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