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Durante mil milhões de anos, eucariotas unicelulares governaram o planeta. Então, há cerca de 700 milhões de anos, durante a Terra Bola de Neve – uma era geológica em que os glaciares podem ter-se estendido até ao Equador – uma nova criatura surgiu: o organismo multicelular.
Por que surgiu a multicelularidade? Resolver esse mistério pode ajudar a localizar a vida em outros planetas e explicar a vasta diversidade e complexidade vistas na Terra hoje, de esponjas marinhas a sequoias e à sociedade humana.
O senso comum afirma que os níveis de oxigênio tiveram que atingir um certo limite para que células individuais formassem colônias multicelulares. Mas a história do oxigénio não explica completamente porque é que os ancestrais multicelulares de animais, plantas e fungos apareceram simultaneamente, e porque é que a transição para a multicelularidade demorou mais de mil milhões de anos.
Um novo artigo em Anais da Royal Society B mostra como condições físicas específicas da Terra Bola de Neve — especialmente a viscosidade do oceano e a privação de recursos — podem ter levado os eucariotos a se tornarem multicelulares.
“Parece quase contraintuitivo que essas condições realmente adversas, esse planeta congelado, possam realmente selecionar organismos maiores e mais complexos, em vez de causar a extinção ou a redução de tamanho de espécies”, diz o ex-pesquisador de complexidade de graduação do SFI, William Crockett, autor correspondente do artigo e aluno de doutorado no MIT.
Usando teorias de escala, os autores descobriram que um hipotético ancestral animal primitivo (que lembra algas nadadoras que comem presas em vez de fotossintetizar) aumentaria de tamanho e complexidade sob as pressões da Terra tipo Bola de Neve. Por outro lado, um organismo unicelular que se move e se alimenta por difusão, como uma bactéria, ficaria menor.
“O mundo é diferente depois da Terra Bola de Neve porque há uma nova forma de vida no planeta. Uma das questões centrais da evolução é como você vai do nada em um planeta para coisas como nós, e para sociedades? Tudo isso é um acidente? Achamos que não é sorte: há maneiras de prever essas grandes transições”, diz o autor sênior e professor do SFI Christopher Kempes.
O estudo mostra como os oceanos congelados durante a Terra Bola de Neve teriam bloqueado a luz solar, reduzindo a fotossíntese e, portanto, drenando os nutrientes do mar. Organismos maiores que processaram mais água tiveram uma chance melhor de comer o suficiente para sobreviver. Uma vez que as geleiras derreteram, esses organismos maiores puderam se expandir ainda mais.
O modelo reflete as pesquisas paleontológicas mais recentes, com base no trabalho de dois coautores adicionais, o ex-bolsista de pós-doutorado do SFI Omidyar, Jack Shaw, e Carl Simpson, cientista da Universidade do Colorado, em Boulder.
“Nosso estudo oferece hipóteses de características de organismos ancestrais a serem procuradas no registro fóssil”, diz Crockett.
O artigo também apresenta novas ferramentas para investigar os efeitos físicos na fisiologia do organismo, um benefício para pesquisas futuras.
“Oferecemos uma estrutura útil para as pessoas interpretarem o passado da Terra, entenderem a ecologia moderna e estudarem a fisiologia dos organismos em laboratório”, diz Kempes.
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