Evolução Biológica - Unicelularidade e multicelularidade

Dos seres procariontes aos seres eucariontes

Admite-se que os seres eucariontes só terão surgido há cerca de 1500 milhões de anos, isto é, há cerca de 2000 milhões de anos depois dos procariontes. Surgiram modelos explicativos que procuram explicar o aparecimento dos seres eucariontes a partir dos procariontes que já povoavam a Terra.

Modelo Autogenético

Esta é uma hipótese pouco apoiada pois não esclarece a causa dos fenómenos que descreve. Mais tarde, investigadores aperceberam-se das semelhanças entre componentes membranares das células eucarióticas e alguns seres procariontes, desenvolvendo outro modelo.

Modelo Endossimbiótico

Defende que a célula eucariótica teria resultado da incorporação de organismos procarióticos por parte de outros seres procariontes primitivos. Admite-se então uma associação entre organismos diferentes, em que um deles (endossimbionte) vive no interior do outro, beneficiando ambos de associação. Os organismos tornam-se dependentes uns dos outros e passam a constituir organismos estáveis e singulares. Os cloroplastos, ter-se-ão originado a partir da captura de cianobactérias uma vez que estas têm pigmentos fotossintéticos, e as mitocôndrias terão resultado da incorporação de bactérias com eficiente capacidade respiratória.

A ideia de endossimbiose foi devidamente fundamentada em 1967 por Lynn Margulis, uma investigadora que estudou o DNA das mitocôndrias e dos cloroplastos. Passou-se assim a ter argumentos que defendem este modelo:

• Mitocôndrias e cloroplastos assemelham-se a bactérias (forma, tamanho, composição membranar);
  
• Cloroplastos e mitocôndrias têm o seu próprio genoma e produzem as próprias membranas internas, dividindo-se independentemente da célula e contendo moléculas de DNA circulares tal como as dos procariontes actuais;
  
• Os ribossomas dos cloroplastos e mitocôndrias são muito mais semelhantes (tamanho, características bioquímicas) aos dos procariontes que aos dos eucariontes;
  
• É possível encontrar associações simbióticas entre báctérias e alguns eucariontes (ex. Amibas e bactérias).

A partir deste modelo admite-se que surgiram primeiro as células heterotróficas, e só depois as autotróficas.

No entanto este modelo não explica a origem do núcleo da célula eucariótica e dos restantes organelos membranares, bem como o facto do DNA nuclear comandar o funcionamento das mitocôndrias e dos cloroplastos. Assim, deve-se conciliar os dois modelos autogenético e endossimbiótico na explicação da origem dos seres eucariontes.

Origem da Multicelularidade

Observando a figura percebe-se que, quando uma célula aumenta de tamanho, a razão entre a superfície e o volume diminui, ou seja, o volume aumenta a um ritmo maior que a área da superfície. Com esse aumento de volume, há aumento também do metabolismo, mas a célula não conta com um aumento equivalente na eficácia das trocas com o meio externo pois a superfície não aumenta na mesma proporção. Há duas formas possíveis de um organismo maior sobreviver: reduzir o seu metabolismo, diminuindo as necessidades de trocas com o meio externo (acetabularia), ou apresentar multicelularidade.

Admite-se que os seres multicelulares tiveram origem em agregados coloniais ou colónias. Os agregados coloniais são associações de eucariontes unicelulares da mesma espécie que estabelecem ligações estruturais entre si. Inicialmente todas as células desempenhavam a mesma função mas depois foram-se especializando em determinadas funções. Essa diferenciação fez com que a colónia se comportasse como um indivíduo, passando a existir interdependência estrutural e funcional entre as células associadas, originando um ser multicelular.

Conclui-se assim que os ancestrais dos seres multicelulares terão sido simples agregados de seres unicelulares.

Um ser a partir do qual se estudou a origem da multicelularidade a partir da evolução de seres coloniais é a Volvox, um tipo de algas verdes que forma colónias. Apesar da Volvox ser constituída por várias células estruturalmente interdependentes, sob o ponto de vista funcional não ocorreu diferenciação, pois as células são todas semelhantes, com excepção das células reprodutoras. Assim, essa especialização não é suficiente para considerar a Volvox um ser pluricelular.

Admite-se que os seres coloniais podem ter estado na origem de algas verdes que, ao evoluir, originaram as plantas, uma vez que as algas verdes possuem pigmentos fotossintéticos (clorofila a e b), substâncias de reserva (amido) e paredes celulares semelhantes às plantas.

Vantagens da multicelularidade:

• Permitiu a ocorrência de mecanismos de regulação que conduziram à diferenciação celular, que impulsionou a evolução dos seres vivos;
• A grande diversidade de formas e funcionalidades possibilitou a adaptação a diferentes ambientes;
• Os seres de maiores dimensões sobreviveram sem comprometer as trocas com o meio externo, pois surgiram órgãos especializados na realização dessas trocas;
• Aumentou a eficácia na utilização de energia (devido à especialização);
• Passou a existir maior independência em relação ao meio externo, uma vez que os vários órgãos passaram a contribuir para a manutenção do meio interno em condições favoráveis à vida.