Habitat determina evolução de vida marinha

As bactérias marinhas no estado selvagem organizam-se em grupos com estilo de vida similares, compartilhando a maioria dos recursos ao invés de competirem por eles. Desse modo, minúsculos seres marinhos unicelulares afloram na proximidade de microorganismos estreitamente relacionados, podendo passar sua vida agregados ao zooplâncton ou às algas conjuntamente. Esta nova informação sobre as comunidades microbianas e uma nova metodologia que as identifica de forma diferencial, pode mudar o modo como os pesquisadores desenvolvem a classificação dos microorganismos, possibilitando a identificação, em maior escala, com uma forte base genética aplicada a nichos ecológicos complexos. Os microrganismos são responsáveis por conduzirem quase todas as reações químicas no oceano, sendo importante, portanto, identificar as funções específicas dos diferentes grupos.

Martin Polz, microbiologista do Departamento de Engenharia civil e ambiental do MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts), e Eric Alm, bioinformático, também do MIT, são autores do trabalho publicado recentemente na revista Science. A partir da natureza da reprodução nos microorganismos, torna-se impossível definir populações (definidas com base na habilidade de os indivíduos compartilharem genes), como fazemos com animais superiores. Somente determinando o nicho ecológico das bactérias, os cientistas podem classificá-las em populações e em agrupamentos. Porém, os microrganismos não vivem em grupos naturais de população, quando cultivados em um laboratório. Os pesquisadores necessitam, assim, coletar as bactérias no estado selvagem, para examinarem geneticamente, de forma a determinar o seu estilo de vida.

Para os autores da pesquisa, a maioria dos métodos rejeita ou subestima o número de populações microbianas em uma amostra, conduzindo qualquer pesquisador a uma disposição errônea de população. O novo método proposto toma a informação genética e agrupa os microrganismos, de populações geneticamente distintas, baseado na preferência por diferentes habitats. Essa tarefa é excessivamente difícil com microorganismos, visto que a identificação da estrutura genética esperada para populações dessa natureza ainda é praticamente nula. Os habitats microbianos diferem entre si por pequenas escalas que são invisíveis para a maior parte dos especialistas dessa área.

Os pesquisadores criaram uma grande base de dados genéticos, ao isolar e identificar mais de mil tipos de bactérias a partir de uma amostra de oito litros de água do mar, coletados próximo à Ilha Plum (EUA), durante a primavera e o outono (épocas quentes e frias, respectivamente). Para obter rigor na identificação de todos os tipos, segundo os autores, foi escolhido um gene que apresentou mutações relativamente rápidas ao longo do tempo. Isso permitiu que se diferenciassem grupos estreitamente relacionados de indivíduos, através de um mapeamento de todos os dados em um dendrograma.

A metodologia passou pela escrita de um algoritmo, para fazer uma estimativa conservadora do número mínimo de habitats diferentes ocupados pelos víbrios (se viveriam em pequenas ou em grandes partículas e se prosperariam em períodos quentes ou frios). Os pesquisadores combinaram, então, a informação sobre o habitat com a filogenia (a história evolucionária dos grupos de genes) e repartiram os indivíduos originais em 25 populações distintas, traçando seus habitats a partir de um antepassado comum. Com isso, eles mostraram quando e como cada grupo divergiu do estilo de vida ancestral.

Este trabalho se destaca pela possibilidade de combinar ambos os dados moleculares (seqüências do DNA) com os dados ecológicos em uma única estrutura matemática. Um exemplo claro sobre a dificuldade de aplicar o termo “espécie” a um organismo unicelular: 17 das 25 populações são chamadas de V. splendidus, nome que lhes foi atribuído previamente, baseado em técnicas taxonômicas clássicas. Alm e Polz podem agora diferenciar o V. splendidus em diversas populações ecológicas. 

Os pesquisadores acreditam que pelo menos uma daquelas populações de V. splendidus esteja em um processo de mudança de nicho. É possível que microorganismos, residentes no zooplâncton, estejam se transferindo para agregados de pequenas partículas orgânicas. Naturalmente, esse processo acontece em milhões de anos, fato que os estudiosos, apenas no momento, supõem, mas não provam.

  

05/06/2008