A Evolução Biológica é mais simples do que você pensa

Evolução de linhagens de bactéria E.coli em 11 dias. Fonte: Harvard Medical School.

No dia 09 de setembro de 2016, um grupo de cientistas da Harvard Medical School e da Technion-Israel Institute of Technology publicaram um experimento bastante simples que ilustra como a Evolução Biológica funciona.

Eles filmaram 11 dias de crescimento bacteriano em uma placa de Petri gigante com 14 litros de ágar (a “microbial evolution and growth arena” — MEGA). O experimento consiste em dividir esta placa em nove faixas, com crescente concentração de antibiótico (das faixas exteriores para a faixa central) e “plantar” bactérias Escherichia coli na primeira faixa de cada lado.

Este experimento e, principalmente, este vídeo, é muito importante porque mostra algo que muitas pessoas alegam não ser observável: a evolução. Perceba como as linhagens das bactérias resistentes se espalham na placa, eventualmente se extinguindo. E evolução é essencialmente isso:

A mudança nas frequências das características herdáveis em uma população, ao longo das gerações.

Como o Cardoso observa em seu texto no MeioBit, em 11 dias, esta placa viu aproximadamente 790 gerações desta bactéria, onde as mais novas podiam viver e se reproduzir em um ambiente onde a primeira geração não tinha a menor chance. Houve, portanto, uma mudança nas frequências gênicas (as mutações que permitiram o processamento do antibiótico no organismo das bactérias) das características herdáveis (já que elas conseguiam se reproduzir e seus “filhotes” também) em uma população (já que não houve outra inoculação e o MEGA era um ambiente relativamente isolado), ao longo das (790) gerações.

Uma das coisas interessantes deste experimento é que eles descreveram detalhadamente as características morfológicas e do material genético de amostras das nove faixas. O artigo mostra, inclusive, as frequências de eventos de mutação em genes que mudaram pelo menos duas vezes independentemente.

Linhagens das bactérias na MEGA. As cores representam a concentração mínima de inibição (crescente do azul para o vermelho). Fonte: Harvard Medical School.

Curiosamente, nem sempre a linhagem mais resistente se espalhava mais e passava para a próxima faixa: se alguma outra linhagem a cercasse, ela não conseguia se espalhar no ágar e acabava se extinguindo. Isso me lembra ecologia de comunidades, quando nos perguntamos se a composição das comunidades é resultado de algum processo causal ou se é só uma questão de quem chega primeiro.

Eu, você, as árvores dos nossos bairros, nossos animais de estimação e as bactérias deste experimento, todos somos feitos essencialmente do mesmo material, somos um aglomerado de produtos que nossos genes “mandam” fazer, vivemos em um planeta onde as mesmas leis da física se aplicam em todos os lugares. A evolução que atua na MEGA é a mesma que atua nas demais formas de vida.

A maneira como a evolução acontece pode parecer um pouco complicada, às vezes. Como os órgãos surgem e desaparecem? Como um organismo terrestre pode ter tido um ancestral marinho? O truque é sempre lembrar que evolução não requer uma grande mudança morfológica de uma geração para outra, lembrar que algumas coisas levaram milhões de gerações para ficarem do jeito que vemos hoje e que a evolução não tem finalidade alguma, ela simplesmente acontece.

Assim como, neste experimento, linhagens mais resistentes ficaram para trás, no dia-a-dia da natureza nem sempre é o mais “forte” que sobrevive. A bacteriazinha que aparece na segunda faixa da MEGA é mais resistente que a maioria daquelas que ficaram na primeira faixa, não consegue chegar até a quinta, mas seus descendentes sim. Da mesma forma, uma planta pode ter nascido com uma mutação que produz uma estrutura que nem eu nem você chamaríamos de flor, ela morre com essa coisa, mas seus descendentes (depois de váááárias gerações) têm algo que, se a gente se esforçar um pouco, pode achar que lembra uma flor.

Talvez a maior dificuldade que encontramos para entender evolução seja a magnitude temporal que algumas mudanças exigem. Este vídeo nos ajuda a pensar como veríamos as mudanças nas formas de vida se acelerássemos o filme da história da vida na Terra. Mas no fim, a gente só precisa lembrar que evolução é a mudança nas frequências das características herdáveis em uma população, ao longo das gerações.


Curiosidades:

  1. Este experimento foi inspirado em uma propaganda para um filme que foi lançado exatamente cinco anos antes da publicação do artigo.

2. Existe um outro experimento utilizando bactérias e placas de Petri (normais, desta vez): o E. coli Long-term Experimental Evolution Project. Vale a pena acompanhar de vez em quando e dar uma olhada no que eles estão fazendo. Por exemplo, eles observaram uma adaptação de crescimento aeróbico em citrato, coisa que bactérias E. coli não fazem normalmente na natureza.