Vida primitivacomo eram os primeiros seres vivos

Toda a vida na Terra vem de um último ancestral comum universal, o LUCA, que viveu 3,7 bilhões de anos atrás. A árvore da vida então se dividiu pela primeira vez em bactérias e arqueias. 3 bilhões de anos atrás, as cianobactérias começaram a liberar oxigênio. 2,4 bilhões de anos atrás, a atmosfera passou a conter oxigênio e muitos organismos anaeróbios morreram. 2 bilhões de anos atrás, uma célula engoliu outra sem digeri-la, e daí vieram as mitocôndrias.

O intervalo de tempo desta era é "3,8 bilhões – 700 milhões de anos atrás", e seus eventos vão do ancestral comum mais antigo a uma era do gelo global.

Nove eventos

• 3,7 bilhões de anos atrás · LUCA: O último ancestral comum de toda a vida.
• 3,5 bilhões de anos atrás · Bactérias e arqueias: A árvore da vida se divide pela primeira vez.
• 3,5 bilhões de anos atrás · Estromatólitos: Tapetes microbianos deixam fósseis.
• 3 bilhões de anos atrás · Fotossíntese com oxigênio: As cianobactérias começam a liberar oxigênio.
• 2,4 bilhões de anos atrás · Grande Evento de Oxidação: A atmosfera passa a conter oxigênio e muitos organismos anaeróbios morrem.
• 2 bilhões de anos atrás · Endossimbiose mitocondrial: Uma célula engole outra sem digeri-la.
• 1,8 bilhão de anos atrás · Células eucarióticas: As células ganham um núcleo.
• 1,2 bilhão de anos atrás · Reprodução sexuada: A recombinação de genes acelera a evolução.
• 700 milhões de anos atrás · Terra Bola de Neve: Camadas de gelo cobrem quase o globo inteiro.

O ancestral comum e a árvore da vida

Voltando no tempo a partir dos genes modernos, o ancestral comum de toda a vida pode ter vivido perto de fontes hidrotermais do fundo do mar, quentes, pobres em oxigênio e ricas em hidrogênio (Weiss et al., Nature Microbiology, 2016). Esse estudo trata da fisiologia e do habitat do último ancestral comum universal. Rochas na Groenlândia podem preservar estruturas microbianas de 3,7 bilhões de anos, mas essa leitura ainda é contestada, então a incerteza deve ser mantida ao citá-la (Nutman et al., Nature, 2016). O título do artigo destaca a rapidez com que a vida surgiu.

Uma mudança na classificação veio da comparação molecular: comparar o RNA ribossômico mostrou que o que chamávamos de "bactérias" são na verdade dois tipos de vida bem diferentes, e as arqueias viraram um ramo separado (Woese e Fox, PNAS, 1977). A árvore da vida foi então redividida em três domínios: Bactérias, Arqueias e Eucariotos (Woese, Kandler e Wheelis, PNAS, 1990). As Lokiarchaeota, achadas em sedimentos do fundo do mar, têm muitos genes que se pensava existirem só em eucariotos (Spang et al., Nature, 2015).

Oxigênio e células eucarióticas

O oxigênio na atmosfera não chegou de uma vez. Ele subiu ao longo de um período extenso, com recuos, então o “Grande Evento de Oxidação” não deve ser lido como uma mudança da noite para o dia (Lyons, Reinhard e Planavsky, Nature, 2014). As mitocôndrias e os cloroplastos já foram bactérias independentes que passaram a fazer parte da célula depois de engolidas. Essa teoria foi rejeitada por mais de uma dúzia de periódicos na época (Lynn Margulis, publicado como Sagan, Journal of Theoretical Biology, 1967).

Reprodução sexuada e Terra Bola de Neve

Fósseis de uma alga vermelha antiga mostram que a reprodução sexuada e a vida multicelular têm uma história de pelo menos 1 bilhão de anos (Butterfield, Paleobiology, 2000). Camadas de rocha na Namíbia mostram que, há cerca de 700 milhões de anos, a Terra pode ter ficado quase toda coberta de gelo (Hoffman et al., Science, 1998).

O material genético: a dupla hélice do DNA

Um artigo de uma página propôs que o material genético, o DNA, é uma dupla hélice e que o pareamento de bases sugere como a informação genética é copiada (Watson e Crick, Nature, 1953).

Quer ler os originais? Busque estes títulos

• Weiss et al. (2016): The physiology and habitat of the last universal common ancestor
• Nutman et al. (2016): Rapid emergence of life shown by discovery of 3,700-million-year-old microbial structures
• Woese e Fox (1977): Phylogenetic structure of the prokaryotic domain: The primary kingdoms
• Woese et al. (1990): Towards a natural system of organisms: proposal for the domains Archaea, Bacteria, and Eucarya
• Spang et al. (2015): Complex archaea that bridge the gap between prokaryotes and eukaryotes
• Lyons et al. (2014): The rise of oxygen in Earth's early ocean and atmosphere
• Sagan (1967): On the origin of mitosing cells
• Butterfield (2000): Bangiomorpha pubescens n. gen., n. sp., um artigo sobre reprodução sexuada, multicelularidade e a radiação dos eucariotos
• Hoffman et al. (1998): A Neoproterozoic snowball Earth
• Watson e Crick (1953): Molecular structure of nucleic acids: A structure for deoxyribose nucleic acid

Como o jogo mostra isso

No jogo, a era Vida primitiva tem o recurso células, e seus geradores são Fissão de procariontes, Quimiossíntese, Fotossíntese de cianobactérias e Transferência horizontal de genes. Eles vão da divisão celular mais simples, passando por viver de energia química e por usar a luz para fazer oxigênio, até os genes que passam entre organismos diferentes.