O último ancestral comum de toda a vida na Terra, conhecido como LUCA (sigla em inglês para last universal common ancestor), deve ter vivido há, pelo menos, 3,5 bilhões de anos. Esse organismo hipotético representa um tataravô compartilhado por toda a vida que conhecemos, desde um pinheiro a uma bactéria.
A partir dele, surgiram os três principais domínios da vida: as bactérias, as arqueias e os eucariontes, incluindo todos os seres multicelulares, como nós. Mas como era LUCA? O que ele tem em comum com todos os seres vivos de hoje?
Pesquisas indicam que LUCA já possuía conjuntos de reações bioquímicas essenciais para o nosso metabolismo e era unicelular. Entretanto, é um erro pensar nele como um organismo isolado; a vida microscópica se caracteriza por trocas genéticas constantes, borrando as barreiras que definem identidades individuais.
LUCA não era um ser único e estático, mas sim uma aglomeração de organismos minúsculos que interagiam entre si, trocando DNA para aumentar suas possibilidades bioquímicas. Essa dinâmica é essencial para entender a evolução e a diversidade da vida na Terra.
Para aprofundar a discussão sobre a evolução e seleção natural, a Academia Brasileira de Ciências (ABC) organizou o livro A Evolução é Fato, um manual de fácil compreensão e repleto de ilustrações, que pode ser baixado gratuitamente. Com a colaboração de 28 especialistas, o livro abrange as descobertas mais recentes sobre a evolução.
O livro levou três anos para ser concluído e traz exemplos relevantes da pesquisa brasileira sobre a origem da vida, a evolução das plantas e dos dinossauros. Em uma série de entrevistas, a Superinteressante conversou com alguns dos autores, incluindo o professor Carlos Frederico Martins Menck e Marie-Anne Van Sluys, sobre o que sabemos sobre LUCA.
De onde vem a ideia do LUCA?
Menck: A estrutura do DNA foi proposta há cerca de 70 anos. Todos os organismos celulares conhecidos até então possuíam material genético, o que despertou interesse. O DNA produz RNA, que é fundamental na tradução das proteínas, um processo complexo.
Marie-Anne: Carl Woese, na década de 1970, demonstrou a similaridade dos RNAs ribossômicos entre diferentes organismos, levando à ideia de um ancestral comum. Ele comparou sequências de nucleotídeos de várias espécies e apresentou a primeira árvore da vida molecular, classificando a vida em três grandes linhagens: bactérias, eucariotos e arqueias.
Como era o LUCA?
Menck: LUCA parecia ser um organismo bem completo.
Marie-Anne: E complexo.
Menck: Ele provavelmente era uma bactéria que já possuía uma molécula de DNA e vias metabólicas que estão presentes em todas as formas de vida hoje. A transferência genética horizontal, a troca de genes entre organismos, era uma prática comum desde seu tempo.
Um exemplo disso pode ser observado nas bactérias que adquirem resistência a antibióticos ao captar material genético de seu ambiente. Essa habilidade é uma estratégia de sobrevivência que se aplica a muitos processos vitalizantes.
Marie-Anne: A aleatoriedade também desempenha um papel; células podem carregar informações que inicialmente não conferem vantagem, mas, em situações críticas, podem se revelar valiosas.
Esses unicelulares coexistem em ambientes mistos, propiciando muitas oportunidades para interações e troca de informações genéticas, muito além das interações que vemos em organismos multicelulares.
Menck: A troca de genes facilita a evolução, permitindo que LUCA já possuísse um arsenal metabólico diversificado.
Como a diversidade da vida surgiu a partir de um organismo unicelular?
Menck: A diversidade atualmente observada é um resultado de modificações e adaptações genéticas.
Marie-Anne: LUCA simboliza uma abstração de uma população de células. Mesmo sendo unicelular, ele representava um conjunto de organismos.
Por exemplo, as cianobactérias, que realizam fotossíntese, liberaram oxigênio, criando condições que permitiram a evolução dos eucariotos, seres com mitocôndrias que utilizam o oxigênio como parte de seu processo energético.
Com o acúmulo de oxigênio, a atmosfera da Terra começou a mudar, forçando adaptações em organismos que não conseguiam lidar com esse novo elemento. A evolução foi impulsionada pelas espécies que aprenderam a utilizar o oxigênio de maneira benéfica, dando origem aos eucariotos e, eventualmente, aos seres humanos.
Dá para saber quando o LUCA existiu?
Menck: O consenso atual aponta para 3,5 bilhões de anos atrás. No entanto, há estimativas que sugerem que é possível que tenha existido há até 4,2 bilhões de anos.
Marie-Anne: Considerar LUCA é fundamental para entender os ancestrais universais da vida que observamos hoje, mas também é importante destacar que outros tipos de vida podem ter existido antes dele e que não sobreviveram devido a diversas razões, como mudanças nas condições ambientais.
