A física da água fria pode ter dado origem a uma vida complexa

Após 30 dias, as algas do meio ainda eram unicelulares. No entanto, quando os cientistas colocaram algas compostas por anéis cada vez mais espessos sob o microscópio, descobriram aglomerados maiores de células. Os maiores eram pacotes de centenas. Mas o que mais interessou Simpson foram aglomerados móveis de quatro a 16 células, dispostos de modo que seus flagelos ficassem todos do lado de fora. Esses aglomerados moviam-se coordenando o movimento de seus flagelos: os que estavam atrás ficavam parados, os que estavam na frente, inquietos.

Comparar a velocidade destes aglomerados com a das células individuais no centro revelou algo interessante. “Todos nadam na mesma velocidade”, disse Simpson. Ao trabalharem juntas como um coletivo, as algas conseguiram manter a sua mobilidade. “Fiquei muito feliz”, disse ele. “Usando a estrutura matemática aproximada, consegui fazer algumas previsões. O fato de eu poder realmente ver isso empiricamente significa que há algo nessa ideia.”

Curiosamente, quando os cientistas retiraram estes pequenos aglomerados do gel de alta viscosidade e os colocaram novamente num gel de baixa viscosidade, as células aderiram. Na verdade, eles permaneceram assim enquanto os cientistas os observaram, cerca de mais 100 gerações. Aparentemente, as mudanças pelas quais passaram para sobreviver em alta viscosidade foram difíceis de reverter, disse Simpson – talvez um passo em direção à evolução, em vez de uma mudança de curto prazo.

ILUSTRAÇÃO
Legenda: As células das algas começaram a trabalhar juntas em um gel tão viscoso quanto os oceanos pré-históricos. Eles se agruparam e coordenaram os movimentos de seus flagelos em forma de cauda para nadar mais rápido. Quando trazidos de volta à viscosidade normal, eles permaneceram juntos.
Crédito da foto: Andrea Halling

As algas de hoje não são animais primitivos. Mas o facto de estas tensões físicas terem forçado uma criatura unicelular a um modo de vida alternativo que era difícil de reverter é bastante poderoso, diz Simpson. Ele suspeita que se os cientistas explorarem a ideia de que a viscosidade domina a existência de organismos muito pequenos, poderemos aprender algo sobre as condições que poderão ter levado à explosão de grandes formas de vida.

A perspectiva de uma célula

Como criaturas grandes, não pensamos muito na densidade dos fluidos que nos rodeiam. Não faz parte da nossa experiência de vida quotidiana e somos tão grandes que a viscosidade tem pouco efeito sobre nós. Consideramos a capacidade de nos movermos facilmente – relativamente falando – como garantida. Desde que Simpson percebeu pela primeira vez que tais restrições ao movimento poderiam representar um enorme obstáculo à vida microscópica, ele não conseguia parar de pensar nisso. A viscosidade pode ter desempenhado um papel muito importante no surgimento da vida complexa, sempre que isso aconteceu.

“[This perspective] “Isso nos permite pensar sobre a história profunda dessa transição”, disse Simpson, “e o que estava acontecendo na história da Terra quando evoluíram todos os grupos multicelulares obrigatoriamente complicados que pensamos estarem relativamente próximos uns dos outros”.

Outros pesquisadores consideram as ideias de Simpson bastante novas. Antes de Simpson, ninguém parecia ter pensado muito em como os organismos viviam fisicamente no oceano durante a Terra Bola de Neve, diz Nick Butterfield, da Universidade de Cambridge, que estuda a evolução do início da vida. No entanto, ele observou alegremente que “a ideia de Carl é uma ideia marginal”. Isso ocorre porque a grande maioria das teorias sobre a influência da Terra Bola de Neve na evolução de animais multicelulares, plantas e algas se concentra em como os níveis de oxigênio, derivados de valores de isótopos nas rochas, inclinam a balança de uma forma ou de outra, poderiam ter dado, ele disse.