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FOTO: Scott Solomon

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Pense bem da próxima vez que chamar alguém de “ameba”, como se isso fosse um xingamento …

Segundo uma pesquisa publicada na última edição da revista Nature, as amebas também são fazendeiras. (Ou pelo menos uma espécie, a Dictyostelium discoideum, que foi o tema do estudo.) Isso mesmo. Amebas praticam agricultura. Imagine só!

As amebas Dictyostelium discoideum vivem no solo e se alimentam de bactérias. Quando a disponibilidade de comida no ambiente é farta, elas existem como criaturas unicelulares (feitas de uma única célula), independentes e microscópicas, que ficam se arrastando por aí em busca de alimento, devorando bactérias. Cada ameba por conta própria. Quando a comida acaba, porém, elas fazem algo muito curioso: centenas de milhares de amebas individuais se juntam para formar uma “grande” ameba coletiva, com o formato de uma lesma. Ou seja: milhares de criaturas unicelulares individuais se agregam para formar uma única criatura multicelular.

Para o estudo da evolução da vida na Terra, é um comportamento fantástico, pois dá um exemplo de como formas de vida primitivas, unicelulares, podem ter dado origem a formas de vida mais complexas, multicelulares … como nós.

Mas essa não é a notícia ainda.

De volta às amebas … Uma vez formada a lesma migratória, as amebas fazem mais uma transformação. Parte delas (cerca de 20%) morrem para formar uma espécie de pedúnculo. E sobre esse pedúnculo, forma-se um corpo frutífero redondo, cheio de esporos (amebas), chamado “sorus”, em inglês. Cada lesma, então, vira uma “arvorezinha” dessas que você vê na foto acima. Quando o sorus estoura, os esporos se dispersam para outras áreas onde, com alguma sorte, haverá mais bactérias para comer.

Incrível! Mas isso também não é a novidade, ainda.

O que os cientistas da Universidade Rice revelam neste novo estudo é que cerca de 1/3 desses corpos frutíferos contêm bactérias dentro deles. São bactérias que, em vez de serem devoradas pela lesma, foram salvas como “sementes” para fertilizar novas áreas, caso os esporos dêem o azar de aterrissar em algum lugar onde também não há comida. As bactérias são dispersadas junto com os esporos e, uma vez soltas no ambiente, voltam a se multiplicar. E a refeição está servida novamente … ou pelo menos um lanchinho, para não morrer de fome.

Tudo isso pode parecer apenas uma curiosidade inútil. Mas do ponto de vista evolutivo (tanto biológico quanto social, ou comportamental), observar um comportamento complexo como esse num organismo tão primitivo quanto uma ameba é algo extremamente interessante. Fora o ser humano, são pouquíssimos os animais que praticam agricultura. Os mais conhecidos e emblemáticos são formigas e cupins que cultivam ativamente fungos dentro de seus ninhos.

As amebas não cultivam ativamente as bactérias, mas só o fato de saberem utilizá-las como sementes em caso de escassez alimentar já é algo bastante “inteligente”. Ainda assim, essa estratégia tem um custo … Guardar bactérias para o futuro significa passar um pouco de fome no presente, o que é um risco. Especialmente se os esporos aterrissarem num lugar onde há fartura de comida, pois nesse caso o esforço de guardar as sementes terá sido inútil. Além disso, os experimentos mostraram que lesmas com bactérias (“fazendeiras”) migravam distâncias menores do que as sem bactérias (“não-fazendeiras”), o que, na natureza, poderia reduzir as chances de alcançar um lugar com novas fontes de alimento.

No caso das lesmas “não-fazendeiras”, as amebas consumiram todo o alimento disponível em sua área antes de formar esporos, sem deixar nem uma migalha. Isso também tem um custo, pois essas amebas se alimentam bem no presente, mas podem morrer no futuro, caso seus esporos caiam em algum lugar sem comida.

Por que, então, a evolução não selecionou naturalmente uma dessas estratégias como a melhor e eliminou a outra? Pelas “regras básicas” do processo evolutivo, é isso que deveria ter acontecido. Mas é justamente o fato de não ter acontecido que torna o estudo tão interessante do ponto de vista teórico. Parece ser um caso em que manter duas estratégias é mais vantajoso do que selecionar apenas uma.

E imagine só … toda essa complexidade acontecendo bem diante dos nossos olhos, só que pequena demais para se vista.

Abraços a todos.

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FOTO: Karl Bruun, Nostoca Algae Laboratory, photo courtesy of Nikon Small World

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A notícia sobre essa imagem aí de cima já está circulando na internet desde cedo, mas eu não podia deixar passar uma coisa linda dessas sem escrever alguma coisa a respeito.

O que você está vendo nessa nesta foto são microrganismos chamados diatomáceas. Cada um desses gominhos e cubinhos é um ser vivo completo, ainda que composto de uma única célula (unicelular). Em alguns casos as células estão grudadas umas nas outras, mas ainda assim são vários indivíduos, e não um único organismo multicelular (como se fossem várias pessoas andando de mãos dadas, mas cada uma biologicamente independente da outra).

As diatomáceas são muito mais importantes na sua vida do que você provavelmente imagina. Se você já ouviu falar de fitoplâncton, então já ouviu falar delas. As diatomáceas são uma parte importantíssima do fitoplâncton marinho e realizam nada mais nada menos do que 1/5 de toda a fixação de carbono via fotossíntese do planeta. Elas são pequenininhas (microscópicas) e não vivem tanto quanto uma árvore na Amazônia, mas há muitas delas por aí. MUITAS MESMO!!!

Para se ter uma ideia, um único mililitro de água marinha pode conter facilmente umas 10 mil células desse tipo — sem falar em mais alguns milhões e milhões de bactérias, que são ainda muito menores do que elas. Multiplique isso pela superfície luminosa de todos os oceanos da Terra, e você tem uma ideia de quanto CO2 esses bichinhos estão sugando da atmosfera e quanto O2 eles estão cuspindo de volta para a gente respirar.

Aliás, aproveito para lembrar que essa história de a Amazônia ser o pulmão do mundo é a maior balela ecológica de todos os tempos. Temos milhões de razões para preservar a Amazônia, mas produção de oxigênio certamente não é uma delas. Tudo que a floresta produz de oxigênio durante o dia via fotossíntese ela suga de volta durante a noite, via respiração (é isso mesmo, as plantas também respiram). Portanto, se há alguém que pode ser chamado de pulmão do mundo, esse alguém é o fitoplâncton. Juntos, esses microrganismos todos produzem nada menos do que 50% de todo o oxigênio de origem fotossintética do planeta.

Um estudo publicado na Nature hoje sugere que as concentrações de fitoplâncton nos oceanos está em queda, com uma redução de 40% desde 1950. Ninguém vai morrer sufocado amanhã por causa disso. Mas é algo a se observar com extrema cautela. Pode ser indício de algum distúrbio ambiental significativo, possivelmente relacionado ao aquecimento das águas oceânicas.

Abraços a todos.

Ah, e só para clarificar: ao dizer que o fitoplâncton é o “verdadeiro pulmão do mundo” não quero dizer que, sem ele, o oxigênio da Terra acabaria imediatamente. É apenas uma figura de linguagem. 21% da atmosfera é composta de oxigênio, então não vamos morrer tão cedo por falta desse gás.

A maior importância mesmo do fitoplâncton é que seus organismos são os chamados “produtores primários” da cadeia alimentar oceânica. Sem eles, todo o resto da cadeia entraria em colapso e grande parte da biodiversidade dos mares seria extinta. O fitoplâncton se alimenta de luz solar. Larvas de peixes, crustáceos e outros seres pequeninos se alimentam do fitoplâncton. Animais maiores se alimentam desses animais menores. Animais ainda maiores se alimentam desses últimos e assim por diante….. no fim das contas, até o grande tubarão-branco depende das minúsculas diatomáceas para sobreviver. Imagine só!

Abraços a todos, de novo.

E mais um update: Escrevi para o professor David Siegel, professor de Ciências do Mar na Universidade da Califórnia Santa Barbara, que comenta o estudo na revista Nature e perguntei a ele o que aconteceria, de fato, se toda a fotossíntese do planeta parasse de funcionar. Em outras palavras, se o fitoplâncton, as algas, as plantas terrestres e todos os outros organismos fotossintetizantes do planeta fossem exterminados. … ?

A resposta, infelizmente, é essa mesmo: eventualmente, todo o oxigênio da atmosfera seria consumido pela respiração de animais e microrganismos aeróbios, e morreríamos todos. Qui beleza!

E agora, quem se importa com as diatomáceas?

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Imagine só o seguinte: Você ouve dizer que cientistas descobriram vida em outro planeta … aí você corre para a internet para ver uma foto do tal alienígena, e o que aparece na tela é essa imagem aí em cima. Qual seria sua reação?

Pois então … esse negócio estranho aí em cima com cara de ladrilho de banheiro é uma ameba do gênero Chlamydophrys, capturada e fotografada por cientistas ligados ao projeto Censo da Vida Marinha, aqui mesmo no planeta Terra. É uma de várias fotos divulgadas na segunda-feira pelas equipes do projeto que trabalham com microrganismos (veja mais alguns exemplares abaixo).

Eu sei que seria muito mais legal achar um alienígena humanóide, com dois braços, duas pernas e uma cabeça com olhos grandes, mas a verdade é que essa ameba é uma representante tão digna da vida na Terra quanto nós ou qualquer outro animal ou planta desse planeta.

Da mesma forma, quando sondas robóticas um dia penetrarem a atmosfera e os oceanos de outros planetas ou luas e voltarem com amostras de vida alienígena, pode muito bem ser esse tipo de coisa que a gente encontre. Imagine, por exemplo, o oceano gigantesco que existe sob a crosta congelada de Europa, uma das luas de Júpiter…. ele poderia estar lotado de formas de vida microscópica como essa, mas se você olhasse para a água sem um microscópio, não veria nada.

De fato, se todas as espécies de seres vivos do planeta fossem transformadas em bolinhas numeradas e jogadas numa roda de bingo, a probabilidade esmagadora seria de que a bolinha sorteada seria um microrganismo. Porque são eles que dominam a Terra de verdade. São as formas de vida mais abundantes e mais diversificadas que existem, tanto na água quanto na terra. Se dentro do nosso próprio corpo já temos mais bactérias do que células humanas, imagine então no planeta como um todo!

Um único litro de água marinha, para se ter uma ideia, pode abrigar mais de 1 bilhão de microrganismos! Se você pudesse enxergá-los, provavelmente nunca entraria no mar … Os cientistas do Censo fizeram até uma conta engraçada: que se você juntasse e pesasse todos os microrganismos suspensos na água dos oceanos, eles pesariam o mesmo que 240 bilhões de elefantes africanos, ou cerca de 35 elefantes de micróbio por pessoa (divididos entre a população mundial).

Cada um desses microrganismos é uma célula com núcleo, mitocôndrias, DNA, RNA, proteínas e tudo mais que um ser vivo precisa para sobreviver. Cada um deles é um “indivíduo” – minúsculo e simples, mas um indivíduo da mesma forma.

Voltando à nossa amiga ameba … essa foto tem um apelo especial para mim porque foi feita no MBL, um tradicional laboratório de biologia marinha de Woods Hole, Massachusetts, onde eu tive o prazer de estudar durante um mês, alguns anos atrás. Um dos cursos que fiz foi de microbiologia, e um dos exercícios básicos que fazíamos na sala de aula era pegar amostras de água, terra, areia, lama, musgo e outras melecas naturais  para análise no microscópio.

Nunca vou esquecer do dia que olhei para uma gota de água parada de um lago meio lamacento e vi centenas de “bichinhos” “correndo” de um lado para outro loucamente. Parecia um playground cheio de crianças malucas microscópicas. Aí eu tirava os olhos do microscópio e olhava a olho nu para o slide de vidro …. e não tinha nada lá além de uma gotinha de água escura. Mas ela estava cheia de vida… só faltava enxergá-la. Imagine só!

Abraços a todos.

Cochliopodium, um tipo comum de ameba marinha que se alimenta de bactérias, algas e material orgânico em decomposição. FOTO: D. J. Patterson, L. Amaral-Zettler and V. Edgcomb, under license to MBL

Karenia brevis, uma alga tóxica, unicelular, que causa "marés vermelhas" no Golfo do México. FOTO: Bob Andersen and D. J. Patterson, under license to MBL

Além de micróbios, pesquisadores do Censo da Vida Marinha também estão catalogando larvas de animais maiores, como a deste cefalópode (que pode ser um polvo ou uma lula). FOTO: Cheryl Clarke-Hopcroft/UAF/CMarZ

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Aproveitando que hoje eu almocei de novo num restaurante japonês, aqui vai um update do meu post anterior sobre as nossas amigas bactérias….

Um estudo publicado esta semana na revista Nature mostrou que os japoneses produzem (na verdade eles “contêm”) uma enzima digestiva especial, capaz de digerir as fibras daquela alga marinha usada para preparar sushi (o nori), que não está presente no organismo de outras populações (na dos Estados Unidos, por exemplo).

E sabem de onde vem essa enzima? Pois bem … ela é produzida por bactérias que vivem no intestino dos japoneses. E sabem de onde essas bactérias tiraram essa enzima? Pois bem … essa enzima específica (assim como todas as outras enzimas) é codificada por um gene específico, que as bactérias intestinais dos japoneses “herdaram” de bactérias marinhas que se alimentam dessas algas no oceano. Quando os japoneses começaram a comer as algas, lá nos primórdios, as bactérias marinhas vieram junto goela abaixo, intestino adentro, e acabaram “doando” o gene da tal enzima para as bactérias intestinais deles.

Digo “herdaram” e “doaram” entre aspas porque as bactérias trocam genes entre si de uma maneira particularmente promíscua, inclusive de uma espécie para outra. Bactérias não copulam. Não fazem sexo. Elas simplesmente se dividem e se multiplicam, formando cópias delas mesmas. Então imagine bilhões e bilhões de bactérias, de várias espécies, se dividindo e se esfregando umas nas outras dentro do seu intestino (ou em qualquer outro ambiente infestado de bactérias) …..

Vez ou outra, no meio dessa suruba microbiana, o DNA de uma espécie acaba se enfiando no genoma de outra — um processo conhecido na biologia como “transferência lateral” de genes. Se esse gene for benéfico para a outra bactéria, ele se espalhará pela população e passará a fazer parte definitiva do genoma da espécie.

Foi o que aconteceu com o gene responsável pela produção da enzima digestiva de nori. Ele passou da bactéria marinha Zobellia galactanivorans para a bactéria intestinal Bacteroides plebeius, permitindo, assim, que os japoneses também tirassem proveito nutricional da alga.

O que a tal enzima faz é quebrar os polissacarídeos que formam as paredes celulares da alga, transformando-os em moléculas menores que podem ser aproveitadas de fato pelo metabolismo humano. Caso contrário, esses polissacarídeos todos passariam direto pelo intestino sem serem consumidos …. que, aliás, é o que acontece com a maioria das fibras vegetais que comemos (e aconteceria com muitas mais ainda, se não tivéssemos nossas amigas bactérias para nos ajudar a digeri-las).

Legal.

Mas mais legal ainda é que os cientistas, então, compararam os genes da flora intestinal dos japoneses (que comem muita alga há muito tempo) com os da flora intestinal dos norte-americanos (que comem pouca alga há pouco tempo) e verificaram que os tais genes responsáveis pela tal enzima não estavam no intestino dos americanos. Why? Pois bem … a hipótese mais provável é que, como a alga não é um componente importante da dieta americana (who needs algae when you have hamburguers!), não houve um pressão seletiva forte o suficiente até agora para que o gene se transferisse e se fixasse também na flora intestinal coletiva dos EUA.

A evolução é assim. Não perde tempo com bobagens…. O que não é essencial, some. Ou nesse caso, nem aparece.

Imagine só!

Abraços a todos.

FOTOS: Acima, uma amostra de algas marinhas comestíveis, usadas na culinária japonesa (Crédito: Mirjam Czjzek). Abaixo, uma imagem de microscopia mostra bactérias da espécie Zobellia galactanivorans atacando e digerindo a parede da célula de uma alga marinha (Crédito: Delphine Scornet)

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Eu nem te conheço, nunca te vi, mas uma coisa eu posso dizer com certeza (e você provavelmente não vai gostar, mas é verdade): Seu corpo, neste exato momento, e desde que você nasceu, está coberto de bactérias, vírus, fungos e outros seres “invisíveis”.

Seu rosto, suas mãos, seus braços, sua boca … Tudo cheio de microrganismos. O intestino, então, nem se fala! É bactéria pura.

De fato, temos mais bactérias vivendo dentro de nós do que células humanas. Dez vezes mais! Ou seja: se eu desmontasse seu corpo célula por célula e fizesse dois montinhos, um para células bacterianas e outro para células humanas, o montinho das bactérias teria 10 vezes mais células! Imagine só!

Isso só é possível, claro, porque as bactérias são muito menores do que uma célula humana, então mesmo com 10 vezes mais indivíduos elas ainda cabem confortavelmente dentro de nós. Ainda bem, pois sem elas não haveria digestão ….

Mas isso não é novidade. A novidade mais recente, publicada no início deste mês na revista Nature é que cientistas sequenciaram geneticamente todos esse trilhões de bactérias intestinais. Foi um trabalho meio sujo…. eles coletaram amostras de fezes de 124 indivíduos europeus, separaram todo o DNA que tinha lá dentro e sequenciaram. Identificaram na amostra total algo entre 1.000 e 1.150 espécies de bactérias, sendo que cada pessoa individualmente carrega uma média de 160 delas – as mais comuns e abundantes, que são compartilhadas pela maioria dos seres humanos (ou dos europeus, pelo menos… é provável que haja variação mais significativa entre pessoas de regiões e culturas diferentes, por conta da alimentação, estilo de vida, condições ambientais, etc)

Além disso, saíram recentemente alguns estudos muito interessantes sobre os micróbios que vivem na nossa pele, “do lado de fora”. No fim do ano passado, um grupo da Universidade do Colorado, nos EUA, sequenciou o DNA de amostras de bactérias coletadas de 27 partes do corpo humano: cabelo, ouvido, boca, mãos, braços, axilas, pernas, sola do pé, e por aí vai. Descobriram várias coisas legais. Entre elas, o fato de que o menu de espécies bacterianas varia de uma parte do corpo para outra. A biodiversidade das axilas é diferente da biodiversidade da sola do pé, que é diferente da biodiversidade do cabelo, e por aí vai.

Ou seja: cada parte do seu corpo é um ecossistema diferente, habitado por diferentes tipos de bactérias adaptadas às “condições ambientais” de cada um desses locais. Imagine só!

E mais: essa biodiversidade varia de pessoa para pessoa. Tanto que, segundo um estudo publicado na última edição da revista PNAS, a biodiversidade bacteriana dos dedos de uma pessoa pode ser usada como uma “impressão digital” para identificação de suspeitos numa investigação criminal, por exemplo. Os cientistas caracterizaram geneticamente a “impressão bacteriana” deixada por pessoas em mouses e teclados de computador, depois compararam essa impressão com 250 outras amostras e demonstraram que era possível identificar com precisão quem havia usado qual computador com base nas bactérias que aquela pessoa deixou para trás. Loucura né? Cada um com as bactérias que merece…..

Então, por favor, continue a tomar banho e lavar as mãos antes de comer, mas não espere se livrar das bactérias, porque elas fazem parte de você.

Abraços (cheios de bactérias) a todos.

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