Nova técnica rastreia momento em que a vida teria começado a oxigenar o planeta

O oxigênio foi essencial para que a vida da Terra se tornasse complexa e diversa, mas, em seus primeiros 2 bilhões de anos, este elemento era escasso. Qualquer organismo que tenha existido antes do aumento deste elemento em nosso planeta, sobreviveu sem ou quase nenhum oxigênio — quando e o como este cenário mudou, são respostas que os cientistas perseguem. Em um novo estudo, pesquisadores indicam que algumas bactérias levaram 400 milhões de anos fotossintetizando a luz do Sol e produzindo oxigênio para que, então, a vida pudesse prosperar.

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Por volta de 2,4 a 2,1 bilhões de anos atrás, bactérias complexas tornaram-se capazes de fotossintetizar — ou seja, a partir da luz solar, elas começaram a liberar o oxigênio para a atmosfera da Terra —, evento conhecido como Grande Evento de Oxigenação (GEO), que mudou o destino da evolução biológica. O novo estudo, conduzido por cientistas do Massachusetts Institute of Technology (MIT), utilizou uma nova técnica que analisa os genes desses organismos para traçar uma linha do tempo.

Segundo as estimativas da pesquisa, as bactérias precisaram de pelo menos 400 milhões de anos para se tornarem fotossintetizadoras. Provavelmente bem antes disso já existiam organismos capazes de tal processo, mas não da mesma maneira como o conhecemos hoje. O geobiólogo do MIT e principal autor do estudo, Greg Fournier, explica que, embora existam evidências de fotossíntese oxigenada antes desse tempo, demorou centenas de milhões de anos para que a oxigenação decolasse.

Existem duas principais narrativas que tentam explicar a evolução da fotossíntese a partir das bactérias. A primeira entende que o processo natural de transformar a luz do Sol em energia apareceu bem no início do cenário evolucionário, mas progrediu lentamente. Já a segunda defende que o processo apareceu bem depois, mas decolou rapidamente. A divergência ocorre por conta das diferentes interpretações dos registros fósseis.

Raramente, ao se alimentar de outro organismo, a bactéria pode incorporar parte do material genético ao seu genoma. Com isso, os pesquisadores podem traçar uma linha temporal dessas espécies e apontar quais existiram em simultâneo — processo conhecido como modelo de relógio molecular, que usa as sequências genéticas para traçar possíveis alterações no código genético ao longo do tempo.

Então, Fournier e sua equipe analisaram os genomas de milhares de bactérias — entre elas as cianobactérias — para detectar a transferências horizontal de genes. Ao todo, os pesquisadores identificaram 34 exemplos a partir de seus modelos de relógio molecular, dentro os quais apenas um foi apontado como mais consistente. A partir dele, os pesquisadores estimaram a idade das bactérias fotossintetizadoras.

Segundo o estudo, todas as espécies de cianobactérias que vivem hoje têm um ancestral comum, que existiu cerca de 2,9 bilhões de aos atrás. Tal ancestral teria se ramificado de outra bactéria que não conseguia realizar a fotossíntese há 3,4 bilhões de anos. Portanto, a fotossíntese surgiu em algum ponto entre esses dois extremos. Os pesquisadores pretendem usar a mesma técnica para analisar outros organismos.

A pesquisa foi publicada em 29 de setembro deste ano, na revista Proceedings of Royal Society B.

Fonte: ScienceAlert