Antigo e Estranho: Archaea, Bactérias e Protistas

RKA11C Nos últimos meses, nós conversamos sobre animais aqui nesse curso, especialmente sobre os humanos, pois amamos falar de nós mesmos. E animais são realmente muito interessantes! Mas chegou a hora de conversar sobre o resto dos seres vivos, e eu vou falar algo que assusta: a maior parte dos seres vivos na Terra são organismos unicelulares. A maior parte desses organismos ocupa dois dos três domínios taxonômicos dos seres vivos, além de ocupar um dos quatro reinos. Estou falando dos arqueas, bactérias e protistas. Com exceção de alguns tipos de protistas, todos são unicelulares. E, de longe, são os organismos mais abundantes e diversos na Terra. Além disso, eles carregam o título de organismo vivo mais velho da Terra, já que eles surgiram nos primórdios da vida aqui em nosso planeta. Ao entender esses três grupos, vai ficar mais fácil compreender como a vida se originou na Terra, e como tudo surgiu depois dessa origem, incluindo nós mesmos. Como sua herança é tão antiga, esses organismos possuem formas estranhas e esquisitas, que nem parecem com algo que está vivo. Além disso, eles fazem coisas incríveis! Alguns conseguem viver em um ambiente hostil, impossível para nós sobrevivermos, outros invadem organismos para sobreviver, incluindo nós, causando doenças. Existem aqueles que fazem o oposto, tornam a vida possível capturando o nitrogênio da atmosfera e auxiliando animais a digerir alimentos. Alguns têm nomes como olho de marinheiro, vômito de cão, mofo limoso, e podem assumir formas de haste, borrão, saca-rolhas ou bobinas. Como se fosse aquele seu parente estranho com quem você é obrigado a conviver durante os feriados uma vez por ano. Estou falando dos arqueas, bactérias e protistas. São nossos parentes estranhos e bem distantes, e está na hora de você conhecê-los! Não tem como duvidar: cada organismo multicelular do planeta, seja um cogumelo ou morcego, evoluiu de um organismo unicelular. Enquanto alguns organismos unicelulares evoluíram para popular o mundo, como rinocerontes e figueiras com caule estrangulador, outros continuaram com o estilo de vida unicelular e não mudaram muito nos últimos bilhões de anos. Hoje, quase todos os organismos unicelulares são arqueas, bactérias ou protistas. Você se lembra que protistas são organismos eucariotas, que fazem parte do Reino Protista sob o domínio Eukarya. Bactérias e arqueas possuem os seus próprios domínios. Eu espero que você se lembre que a grande diferença entre procariotas e eucariotas é que os eucariotas, inclusive você, as plantas, os fungos e os animais que você conhece, têm células com núcleo, onde fica a informação genética. Agora, as células procariotas não possuem núcleo ou qualquer organela. Mas é claro que esses grupos têm algo em comum, ambos possuem membrana plasmática, que contém citoplasma e ribossomos, e esses possuem RNA e produzem proteínas. Ambos possuem DNA que carrega as instruções para operar uma célula. No entanto, o DNA eucariota está na forma de fitas organizadas em cromossomos. Já o DNA procariota é circular e é chamado de plasmídeo. De novo, a mesma coisa, só que agora com emoção! A maioria dos protistas são eucariotas unicelulares, já as arqueas e bactérias são procariotas unicelulares. A palavra procariota pode ser interpretada como "anterior ao núcleo". O próprio nome indica que é uma forma de vida mais antiga e, realmente, não tem nada mais velho que as arqueas. Fósseis mais antigos de arqueas foram datados em 3,5 bilhões de anos. Não se esqueça que a Terra havia se formado há apenas 1 bilhão de anos e ainda era bombardeada por cometas e meteoros, além da radiação UV. No entanto, no meio disso tudo, as arqueas não estavam muito preocupadas. Cometas não atingem mais a Terra com tanta frequência. É possível encontrar arqueas nos ambientes mais hostis da Terra, como em fontes submersas hidrotermais, respiradouros, poços de óleo, fontes termais vulcânicas e até em drenagens ácidas de minas. Arqueas, provavelmente, foram os primeiros organismos vivos. Sua adaptabilidade é o que permitiu que se estabelecessem no início conturbado da Terra. Um grupo importante das arqueas é o dos metanogênicos. Esses organismos preferem ambientes menos severos, como pântanos e seu intestino. E eles retiram energia do hidrogênio e do gás carbônico, o que é muito legal! Além de emitirem metano como resíduo. Metanogênicos: geradores de metano. Sabemos que o metano é um gás produzido em pântanos, além de outros gases também serem produzidos assim. Um outro grupo chamado de extremófilos tolera e adora ambientes hostis. O mais famoso é o termófilo, que habita em locais tão quentes que o seu rosto iria derreter. É uma espécie de arquea descoberta no final dos anos 90 dentro de uma abertura hidrotermal, sobrevivendo com temperaturas de 113 graus Celsius, uma temperatura que é acima do ponto de ebulição da água! A maioria dos organismos não suporta tanto calor, já que isso resulta no desenrolamento do DNA e desnatura proteínas, fazendo com que percam sua forma. Mas termófilos se adaptam e ficam estáveis nessas temperaturas extremamente quentes. Os halófilos, chamados de diamantes do sal, habitam em locais como o Mar Morto ou o Grande Lago Salgado. Ou a boca de alguém que fala besteira... A maioria respira oxigênio e são heterótrofos, mas alguns são bem bizarros. Tem espécies que usam luz solar para produzir energia, mas, diferentemente das plantas, possuem pigmentos na membrana que coleta luz, permitindo que a célula produza energia na forma de ATP. Eu sei, parece muito louco! Apesar de parecerem extraterrestres, arqueas realmente não são muito diferentes das bactérias, que também são procariotas. De fato, arqueas e bactérias eram classificadas juntas durante grande parte do século 20. Foi aí que cientistas perceberam suas grandes diferenças genéticas, como a sequência do DNA ribossomal e a composição do RNA, que era separado por dois domínios. Bactérias não são tão antigas quanto arqueas. Fósseis datados de 1,5 bilhões de anos mostram que elas estavam em todos os locais, mas existem evidências que apontam que elas podem ter surgido há três bilhões de anos. Atualmente, compõem a maior parte dos procariotas que existem na Terra e conseguem se adaptar rapidamente. As bactérias são parasitas! Lembra da sua dor de garganta? É por esse motivo que precisamos tomar antibióticos. As bactérias podem ser resistentes a antibióticos e ao seu sistema imune, simplesmente adquirindo DNA de uma geração para a outra. Podem ligar e desligar genes aleatoriamente, criando uma combinação genética única, conforme sua população multiplica, e, com isso, evitar o sistema imune e antibióticos. Assim como arqueas, bactérias não se reproduzem sexualmente, mas bactérias têm uma estratégia para passar seu material genético para seus colegas. É um truque chamado de transferência horizontal de genes. Você já ouviu falar em resistência a antibióticos? É a transferência horizontal de genes que possibilita isso: uma bactéria resistente a antibiótico pode passar um pouco do seu DNA resistente para outra cepa, e é por isso que estamos constantemente combatendo as bactérias, o tempo todo. Existem inúmeros tipos de bactérias, com muitos filos, cerca de mais de duas dúzias. Podemos classificá-las pelos tipos de membrana celular, que reagem de forma diferente com uma técnica de coloração chamada de técnica de Gram. Bactérias gram-positivas têm membrana celular grossa, e é um grupo enorme que inclui espécies que vivem sozinhas, como estafilococos e estreptococos, assim como bactérias coloniais, responsáveis por doenças como hanseníase e tuberculose. Existem muitas bactérias gram-negativas também, e essas possuem membranas finas. O maior grupo aqui é o das proteobactérias, que vem do grego "proteus", pois assumem muitas formas. Inclui bactérias que tornam nossa vida possível, convertendo o nitrogênio do ar em compostos usados por plantas, assim como organismos que causam intoxicação alimentar e a doença do legionário. Cianobactérias são os únicos procariotas que usam fotossíntese para se alimentar, são um dos membros mais importantes da cadeia alimentar aquática, provendo alimento microscópico para todos os tipos de ecossistemas de água doce e marinha. Você já deve ter ouvido falar nas espiroquetas, bactérias em forma de saca-rolhas. A maior parte é inofensiva, mas alguns são parasitas responsáveis pelas doenças de Lyme e sífilis. Falando em doenças sexualmente transmissíveis, o último grupo sobre o qual vou falar é o da clamídia, que é estritamente parasitária e vive somente em células de animais. São desprezíveis e são a principal causa de cegueira infecciosa no mundo. Também podem causar a infecção da uretra. Ah, eu fico com uma enorme vontade de cruzar as minhas pernas só de pensar nisso... Arqueas conseguiram sobreviver bilhões de anos por morar em locais estranhos e hostis. Bactérias desenvolveram jeitos de transferir seu DNA sem reprodução sexuada, mas sabe quem é o chefão aqui? Protistas! Evolucionariamente são as mais jovens dos três, evoluindo da bactéria por volta de 1,7 bilhões de anos atrás. De várias maneiras são mais sofisticadas. Primeiro, são eucariotas, mas também alguns são multicelulares, e alguns podem até se reproduzir sexualmente. Mas, o seu grupo é bem bagunçado, pois alguns protistas parecem ser bem mais relacionados com plantas, animais e fungos que com outros protistas. Cientistas tendem a agrupá-los com os organismos que se parecem. Protozoários são parecidos com os animais, algas são parecidas com plantas e com fungos, incluindo o mofo limoso, um nome muito nojento, diga-se de passagem! O que todos têm em comum é que precisam viver em locais úmidos, como pântanos, seu corpo, neve e outros locais parecidos. Protozoários são muito parecidos com animais minúsculos, são heterótrofos como nós, precisam se alimentar para sobreviver e possuem estruturas parecidas com uma boca para poder se alimentar. Além disso, podem se locomover e, para isso, possuem estruturas muito interessantes. Alguns têm flagelo, um rabo parecido com um chicote. Outros possuem cílios, estruturas parecidas com pelos que funciona como remos, e ainda tem os que se movem como amebas. Os protozoários que se movem desse jeito são, de fato, as amebas. Falando em amebas, alguns protozoários são parasitas. Você já deve ter ouvido falar em disenteria amébica, que é causada por amebas... Este é o responsável pela malária, é um protozoário chamado Plasmodium vivax. A doença do sono é causada pelo Trypanosoma brucei, este bichinho aqui. Vamos conversar sobre as algas, que são parecidas com plantas protistas. Todas as algas fazem fotossíntese, igual às plantas, mas não são plantas, pois utilizam diferentes tipos de moléculas da clorofila. Algumas são unicelulares, como diatomáceas, que possuem carapaça de sílica. O mais impressionante dessas algas unicelulares é que podem ficar enormes, vou dar um exemplo. Senhoras e senhores, vejam o olho de marinheiro! Acredita-se que seja o maior organismo unicelular do planeta, chamado também de alga-bolha. Ela habita no solo dos oceanos tropicais e pode atingir cerca de cinco centímetros de diâmetro. Como tudo isso pode ser uma única célula? Você já conhece as algas multicelulares chamadas de algas marinhas, que são muito parecidas com plantas terrestres, é só olhar para elas. São agrupadas de acordo com as cores vermelho, verde e marrom. Cada uma possui suas formas unicelulares também. As algas verdes devem ter originado as plantas terrestres há 475 milhões de anos. São as mais abundantes e diversas. Possuem cloroplastos iguais às plantas terrestres, então, só podem sobreviver em águas rasas, pois precisam de muita luz. Algas vermelhas vivem em locais bem mais fundos e possuem um pigmento a mais chamado de ficoeritrina, que auxilia a clorofila em águas mais fundas. A maior parte das algas que vemos nos oceanos é a alga marrom, e um exemplo são as laminárias um tipo de alga multicelular mais complexa, enormes! Por último, temos os protistas parecidos com fungos, incluindo o desagradável mofo limoso. Absorvem nutrientes do ambiente onde vivem e produzem o corpo frutífero, igual aos fungos. Mesmo que eles se pareçam com vômito, eles podem se mover como amebas e ainda podem ingerir bactérias por fagocitose. É bem fácil identificá-los, pois geralmente possuem cores vibrantes, igual a esse espécime, conhecido como mofo vômito-de-cão ou Fuligo septica. Eu falo sério, esses organismos são tão malucos, que cientistas não inventaram um nome melhor do que mofo vômito-de-cão. Eu já falei, são antigos e estranhos, você tem que se acostumar com isso!