A ORIGEM DA VIDA: como apareceram os primeiros animais?

ORIGEM DA VIDA: Como surgiram os primeiros animais?

por Carlos Daniel Perez

Pese a aparente estabilidade do mundo natural, as mudanças são constantes ao longo da história evolutiva do nosso planeta. Estas mudanças podem ser observadas e medidas em escalas de tempo muito variáveis e, independente disto, sabe-se hoje que cada característica de vida atual é um produto do processo evolutivo. Por esta razão a evolução de todos os organismos deve ser considerada como a pedra fundamental de todo o conhecimento biológico.

Atualmente nossos conhecimentos avançaram em campos importantes como reprodução, desenvolvimento e genética. Além disso, o desenvolvimento de equipamentos e técnicas nos permite mergulhar de forma mais profunda e intensa na natureza dos seres vivos. Este maior número de informações associada a interdisciplinaridade que comanda as pesquisas atuais, permite um avanço significativo para responder a pergunta que inquieta a humanidade desde suas origens: de onde viemos?

O primeiro indício de vida na Terra data de aproximadamente 3,5 bilhões de anos. Estas primeiras células eram procarióticas, organismos semelhantes a bactérias. Após um grande período de diversificação evolutiva dos procariotos, organismos eucariotos unicelulares apareceram. Embora não possamos saber com certeza a origem dos eucariotos unicelulares, ela claramente envolve um processo de simbiose. Certos tipos de bactérias aeróbias devem ter sido englobadas por outras bactérias que eram incapazes de suportar o aumento das concentrações de oxigênio na atmosfera. A bactéria aeróbia possuía as enzimas necessárias para obter energia na presença de oxigênio, tendo sido, provavelmente, a ancestral das mitocôndrias. A maioria dos genes da mitocôndria, mas nem todos, viriam a residir no núcleo da célula hospedeira. Praticamente todos os eucariotos existentes hoje têm mitocôndrias e são aeróbios.

Alguns eucariotos unicelulares ancestrais englobaram bactérias fotossintetizantes, que evoluíram originando cloroplastos; desse modo, esses eucariotos foram capazes de produzir suas próprias moléculas de alimento usando energia da luz solar. Os descendentes de uma dessas linhagens, as algas verdes, possivelmente deram origem às plantas multicelulares.

Em alguns eucariotos que não se tornaram “residência” para cloroplastos, e alguns que se tornaram, evoluíram características semelhantes às dos animais, dando origem a uma variedade de filos coletivamente chamados de protozoários.

Acredita-se que os verdadeiros animais tenham surgido como um grupo monofilético a partir de um ancestral protista, há mais de 700 milhões de anos atrás. A dúvida está em qual protista? Há três teorias sobre a possível origem:

1. Hipótese ciliada sincicial: (ancestral:protista ciliado)

É suportada pelas semelhanças entre os ciliados modernos e alguns turbelários atuais. Foi consolidada em 1950 por J.Hadzi e E.D.Hanson.

Sugere que o metazoário ancestral foi um protista ciliado, multinucleado, com simetria bilateral, que teria modo de vida bentônico (rastejando no fundo com sua abertura oral dirigida para frente raspando o substrato). Em um passo evolutivo maior as superfícies nucleares são divididas pela formação de membranas celulares, produzindo uma epiderme celular contornando uma massa sincicial interna o que confinava a atividade de cada núcleo a certas regiões do corpo e assim se tornaram internamente compartimentados. O resultado disso e de outras mudanças foi um organismo acelomado semelhante a um turbelário (filo Platyhelminthes).

Assim, esta teoria sugere que os primeiros ancestrais dos Metazoa eram acelomados e bilaterais). Esta teoria é reforçada pelas grandes similaridades entre os ciliados modernos e vermes achatados acelomado quanto a tamanho, forma, simetria, local da boca e cílios na superfície. No entanto, alguns fatores contrariam esta idéia: não ocorre na embriologia dos turbelários nenhum processo de celularização semelhante; a teoria não explica a presença de espermatozóides flagelados nos metazoários; e, principalmente, implica que a simetria radial de cnidários seja derivada de uma simetria bilateral primária, para o que não há nenhuma evidência.

2. Hipótese flagelada colonial: (ancestral=protista flagelado)

Proposta por Ernst Haeckel em 1874 e bem difundida por Hyman (1940). É a teoria mais aceita atualmente. Sugere que um protista colonial flagelado teria originado um ancestral metazoário planulóide (plânula=tipo larval básico dos cnidários).

O protista ancestral seria uma colônia esférica de células flageladas ocas. As células individuais dentro da colônia tornaram-se diferenciadas para papéis funcionais específicos (células reprodutivas, nervosas, somáticas, etc), subordinando assim a independência celular para o bem-estar da colônia. A forma ancestral colonial seria radialmente simétrica no princípio, talvez semelhante às larvas plânulas livre-natantes dos cnidários. Esta larva é radialmente simétrica e não possui boca. Os cnidários, com sua simetria radial, poderiam ter evoluído a partir desta forma. A partir daí, desenvolveram algum grau de orientação locomotora, antero-posterior, e algum nível de especialização de células em funções somáticas e reprodutivas separadas (comum em protistas coloniais atuais), caracterizando a chamada BLASTEA. Neste cenário, o primeiro metazoa surgiu pela invaginação da blastea e o resultado seria um animal com dupla membrana, corpo como uma gástrula, denominado GASTREA. A gastrea teria uma abertura como um blastóporo, parecendo a gástrula de muitos invertebrados viventes. Ambos estágios são vistos durante a ontogenia de animais modernos; a gastrea seria o precursor de Cnidaria. Dentro desta idéia, a simetria bilateral seria derivada. A evolução de um eixo do corpo antero-posterior, o movimento unidirecional e a cefalização, provavelmente, co-evoluíram em algum grau e devem coincidir com a invasão dos ambientes bentônicos e o desenvolvimento da locomoção rastejante. Parece ser que a origem da condição triploblástica surgiu após o aparecimento das formas bilaterais.

Em 1985, Nielsen propôs uma teoria chamada Trochaea, uma ampliação da apresentada por Haeckel. Na teoria trochaea a evolução inicial dos filos animais teria comportado uma série de ancestrais holoplanctônicos, baseado no fato de que estruturas ciliadas para alimentação estão presentes em larvas de muitos invertebrados e certos animais adultos.

3. Hipótese da origem polifilética

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