TEORIAS DA EVOLUÇÃO CELULAR - BIOLOGIA - 2025

As teorias da evolução celular são explicações que tentam entender quando e como as células surgiram. Normalmente se referem a células eucarióticas, ou seja, aquelas que possuem um núcleo separado por uma membrana celular onde contêm o material genético.

Ao contrário das células procarióticas, que são mais simples e surgiram há cerca de 3,7 bilhões de anos na Terra, as células eucarióticas são muito mais complexas, maiores e surgiram mais recentemente.

Imagem de alta definição de um organismo unicelular. Via Youtube.

Como as células eucarióticas são a base da maioria dos seres vivos, como plantas e animais, várias teorias foram desenvolvidas sobre sua origem e por que surgiram.

Desenvolvimento das primeiras células

As primeiras células surgiram há pelo menos 3,7 bilhões de anos, cerca de 750 milhões de anos após a formação da Terra. Embora não saibamos com certeza como as primeiras células apareceram, sabemos exatamente como elas se desenvolveram.

No entanto, uma das teorias mais aceitas sobre a formação das primeiras células é a seguinte: dadas as condições atmosféricas da Terra primitiva, uma descarga de energia pode fazer com que as moléculas orgânicas se formem espontaneamente.

Isso foi demonstrado pelos experimentos de Stanley Miller nos anos 1950, nos quais ele conseguiu criar moléculas orgânicas a partir de hidrogênio, metano e amônia.

Mais tarde, as primeiras moléculas orgânicas complexas (também chamadas de macromoléculas) foram formadas. Em algum momento da evolução dessas moléculas, a primeira capaz de se replicar surgiu a partir de materiais de seu ambiente. Então, pela primeira vez, uma célula nasceu.

Essas primeiras células poderiam ter se reproduzido livremente no início, dada a falta de competição pelo combustível que usavam. Porém, como seu número aumentou consideravelmente (justamente por causa dessa falta de competição), as células logo tiveram que se sofisticar para continuar se reproduzindo. Assim começou o processo de evolução.

Tipos de células e seu desenvolvimento

Por muitos anos, acreditava-se que existiam apenas dois tipos de células, a procariótica (que significa literalmente "sem núcleo") e a eucariótica mais complexa e de início posterior. No entanto, nos últimos dois séculos, foram identificados outros tipos de células que não se enquadram nas características de nenhuma das outras duas.

Essas células são conhecidas desde os anos 90 como "archaea", que significa literalmente "antigas". Desta forma, hoje é utilizado um sistema de classificação de três domínios: Archaea, Bacteria e Eucaria.

Células Archaea

Archaea (também conhecida como Archaea) são células sem núcleo, muito semelhantes às bactérias, mas com certas características que as levam a serem consideradas organismos independentes.

Como todas as outras células, são organismos microscópicos. Sua parede celular é muito resistente, o que permite que vivam em ambientes extremos (mesmo em asteróides no espaço, sem a proteção de nenhum tipo de atmosfera).

Sua dieta também é muito diferente, pois aproveitam compostos inorgânicos como hidrogênio, dióxido de carbono ou enxofre em vez de oxigênio.

Células procarióticas (bactérias)

As células procarióticas são as mais simples dos três tipos. Eles têm apenas uma membrana celular, que circunda o interior da célula. Em seu interior podemos encontrar o material genético suspenso no citoplasma, bem como alguns ribossomos (as organelas que geram energia dentro da célula).

As células procarióticas, apesar de serem de muitos tipos diferentes, são classificadas como bactérias. Para se adaptarem ao meio ambiente de forma mais eficiente, muitos deles possuem outras adições, como os flagelos para se moverem livremente ou uma parede pegajosa, a cápsula, que os permite aderir a outros organismos.

Células eucarióticas

As células eucarióticas são as mais complexas e maiores dos três tipos. Eles diferem dos procariontes e arqueas principalmente por terem um núcleo, onde armazenam DNA. Além disso, possuem diversos tipos de organelas celulares, que lhes permitem desempenhar diferentes tipos de funções.

As células eucarióticas são a base de toda vida complexa que existe na Terra. Por conta disso, os cientistas estudam sua origem há várias décadas e desenvolveram a chamada Teoria Endossimbiótica do desenvolvimento celular.

Teoria endossimbiótica da evolução celular

As células eucarióticas são muito mais desenvolvidas do que arquéias ou bactérias. Apenas algumas décadas atrás, uma explicação satisfatória para seu surgimento foi encontrada: a teoria endossimbiótica.

Essa teoria se baseia nas semelhanças que as mitocôndrias e os cloroplastos das células eucarióticas têm com as bactérias, tanto em sua forma quanto em sua função.

Portanto, os cientistas que a defendem propõem que, em algum momento da evolução, uma grande célula absorveu uma bactéria e passou a usá-la para extrair a energia necessária para sobreviver e se reproduzir.

As bactérias absorvidas, por sua vez, ganharam maior probabilidade de deixar descendentes, bem como maior segurança por estarem dentro de uma célula maior. Portanto, ocorreu uma relação simbiótica; daí o nome da teoria.

Após milhões de anos de evolução, as mitocôndrias e os cloroplastos, que antes eram bactérias independentes, se especializaram. Portanto, eles não podem mais sobreviver fora da célula.

Evidências para a teoria endossimbiótica

Na linguagem cotidiana, usamos a palavra "teoria" para descrever uma opinião que não é baseada em fatos. No entanto, no mundo da ciência, uma teoria é uma explicação de um fenômeno confirmado por experimentos e observação.

A teoria endossimbiótica não é exceção. Várias pistas nos levam a pensar que foi assim que surgiram as células animais e vegetais. Algumas dessas evidências são as seguintes:

• Mitocôndrias e cloroplastos possuem DNA próprio → Esses dois tipos de organelas são os únicos que possuem DNA dentro de seu citoplasma, sendo separados do DNA principal da célula.
• Ambas as organelas se reproduzem por conta própria → Como têm seu próprio DNA, os cloroplastos e as mitocôndrias podem se replicar independentemente da célula e dirigir sua própria divisão.
• Eles têm uma membrana celular → Ao contrário do resto das organelas da célula, as mitocôndrias e os cloroplastos têm uma membrana celular dupla que os separa do resto. Esse tipo de membrana também está presente nas bactérias.

Referências

1. "Células procarióticas" em: Khan Academy. Obtido em: 17 de janeiro de 2018 da Khan Academy: es.khanacademy.org.
2. "Diferenças entre células eucarióticas e procarióticas" em: Diferença entre. Retirado em: 17 de janeiro de 2018 em Difference Between: diferença-entre.com.
3. "De procariontes a eucariotos" em: Understanding Evolution. Obtido em: 17 de janeiro de 2018 em Understanding Evolution: evolution.berkeley.edu.
4. "A Origem e Evolução das Células" em: NCBI. Recuperado em: 17 de janeiro de 2018 do NCBI: ncbi.nlm.nih.gov.
5. "The Evolution of the Cell" in: Learn Genetics. Retirado em: 17 de janeiro de 2018 em Learn Genetics: learn.genetics.utah.edu.