Archaea: o domínio dos extremos

A evolução é um processo que envolve o surgimento de novas espécies de organismos; é um tema da área de estudo conhecida como filogenia. Uma importante ferramenta que é utilizada na determinação das relações evolutivas são os RNAs ribossomais (RNAr), justamente por comporem os ribossomos que estão presentes em todas as células.

O pioneiro no uso do RNAr foi Carl Woese (1928-2012), um microbiologista norte-americano que revolucionou o entendimento da evolução celular. As sequências de alinhamentos base por base nitrogenada realizadas com o auxílio de um computador permitem distinguir, com base na variação da sequência do RNAr entre dois organismos, a sua divergência evolutiva. Com base nisso, é possível determinar também quais são os ancestrais comuns recentes de um grupo de indivíduos. Dessa forma, é importante ressaltar que, com base nessas informações, é possível a construção de árvores filogenéticas que estabeleçam essas relações de parentesco entre os seres vivos.

Como descrito, por Charles Darwin, em 1859,

A hora vai chegar, eu acredito, embora eu não viva para ver, quando teremos árvores genealógicas muito justas de cada grande reino da natureza.

Darwin – diferentemente de Larmarck, que acreditava na geração espontânea – pensava que as espécies não eram estáticas e que havia uma origem comum a todos os organismos.

Como descrito por Fernandez-Medina em 2012, a grande contribuição e mudança no sistema de classificação dos organismos trazida por Darwin é que só há como considerar um sistema de classificação como válido se ele é baseado em suas relações filogenéticas.

A partir da análise comparativa do RNAr e da utilização das ferramentas de biotecnologia, três linhagens celulares filogeneticamente distintas foram identificadas. Essas linhagens, denominadas domínios, são: Bacteria, Eukarya e Archaea. Esta última é o objeto deste estudo.

Tanto Bacteria quanto Archaea são procariotos; o domínio Eukarya engloba todos os eucariotos.

Segundo Madigan e colaboradores (2009), é importante ressaltar que todos os procariotos não exibem estreita relação filogenética e que Archaeas estão mais estreitamente relacionadas à Eukarya que a Bacteria.

Basicamente, o domínio Archaea é constituído por dois filos: Euryarchaeota e Crenarchaeota. O filo Euryarchaeota engloba metanogênicos (com energia obtida durante a produção do metano) e halófilos extremos (aqueles que necessitam de grandes quantidades de sal para sobreviver), encontrados em lagos ricos em carbonato de cálcio; e os termoacidófilos (com alta afinidade por ácido).

O filo Crenarchaeota é composto por hipertermófilos que crescem em ambientes de altas temperaturas, como fontes termais e fendas hidrotermais. Por outro lado, existem alguns representantes deste filo que são encontrados em ambientes opostos aos de alta temperatura, de cerca de 3°C, localizados em mares abertos. Como observamos, esses micro-organismos possuem como característica comum sobreviver em condições inóspitas para a maioria dos organismos.

Considerações finais

E qual seria a importância disso? É possível imaginar micro-organismos vivendo em lavas vulcânicas ou em ambientes frios como o gelo? Pois é, alguns desses ambientes são povoados por organismos extremófilos, garantindo a vida nesses locais.

Na biotecnologia, a amplificação de ácidos nucleicos só é possível devido à presença de enzimas que, assim como os micro-organismos que as possuem, são estáveis a altas temperaturas.

Outro exemplo é a DNA polimerase (enzima responsável pela duplicação das cadeias de DNA) da hipertermófila Thermus aquaticus. A amplificação do DNA acontece in vitro (no laboratório), pois suporta altas temperaturas dos termocicladores nos quais as reações acontecem.Essa enzima permite que o DNA seja sequenciado, ou seja, toda a sua sequência de bases nitrogenadas seja determinada, ou que seja amplificado um gene de interesse tanto da Medicina como da Agricultura, trazendo importantes pesquisas em diferentes áreas de conhecimento.

Referências

DARWIN, Charles. The origin of species by means of natural selection or the preservation of favoured races in the struggle for life. 1st ed. London: John Murray, 1859.

FERNÁNDEZ MEDINA, Rita Daniela. Algunas reflexiones sobre la clasificación de los organismos vivos. História, Ciências, Saúde, Rio de Janeiro, v. 19, nº 3, p. 883-898, jul./set. 2012.

MADIGAN, Michael T. et al. Microbiologia de Brock. 12ª ed. Porto Alegre: ArtMed, 2009.