DNA de cientista: Lynn Margulis

Ilustração de Lynn Margulis
Conheça a história da cientista que propôs a teoria que explica a evolução da célula e como nós viemos das bactérias.

Lynn Margulis nasceu em 1938 e foi uma estudante prodígio ao entrar na Universidade de Chicago com apenas 15 anos. Ela foi uma bióloga, pesquisadora e professora, que revolucionou o entendimento sobre a evolução das células, e portanto dos organismos, quando tinha apenas 29 anos. 

Na época eram conhecidas as diferenças estruturais entre as células de bactérias e cianobactérias, consideradas mais simples, e as células mais complexas dos outros organismos, como animais e plantas. Porém, ainda não havia uma explicação de como as células mais simples se tornaram mais complexas: Lynn Margulis foi a responsável por propor a hipótese capaz de explicar a continuidade evolutiva entre esses tipos celulares.

A chamada teoria endossimbiótica explicou a origem das mitocôndrias e dos cloroplastos, organelas fundamentais para a evolução de grande parte dos seres vivos, como fungos, protozoários, plantas e animais. A proposta foi tão revolucionária que nada menos do que 15 periódicos científicos recusaram-se a publicar o trabalho de Margulis.

Entenda a seguir porque a teoria simbiótica foi tão revolucionária e conheça mais sobre Lynn Margulis. 

Mitocondrias e cloroplastos

Organelas celulares são estruturas que ficam dentro das células e que realizam funções específicas. O núcleo, por exemplo, é uma organela que compartimenta o DNA através das suas membranas e onde ocorre a transcrição dos genes.

As mitocôndrias são organelas responsáveis pela respiração celular, ou seja, consomem oxigênio e geram energia para a célula realizar diversos outros processos, incluindo o metabolismo e a multiplicação. As mitocôndrias são encontradas nas células eucariontes, aquelas que possuem um núcleo celular sendo encontradas em fungos, protozoários, animais e plantas. 

O fato das mitocôndrias conseguirem produzir mais energia do que o processo de fermentação (que não utiliza oxigênio) foi fundamental para a evolução desses organismos mais complexos.

Já os cloroplastos são organelas que realizam fotossíntese, ou seja, produzem energia a partir de gás carbônico, água e luz. Os cloroplastos estão presentes em organismos fotossintetizadores, como algas e células vegetais.

ilustração de uma mitocôndria e um cloroplasto com corte transversal, para visualização interna das organelas

Mas algo curioso está presente em mitocôndrias e cloroplastos: ambos possuem um DNA próprio, diferente do que está no núcleo das células. Como esse DNA foi parar lá?

Entenda a Teoria Endossimbiótica

A hipótese proposta por Margulis não explica como o DNA foi parar dentro das organelas, mas na verdade como a organela foi parar dentro da célula. A Teoria Endossimbiótica sugere que essas organelas surgiram a partir de bactérias que foram englobadas por outras bactérias. Isso mesmo, as nossas células animais são fruto de uma bactéria que ao invés de englobar e digerir outra bactéria, se associou a ela. 

Essa associação deu certo e foi benéfica para as duas, por isso o termo endossimbiótica (“endo”, dentro, e “simbiótica”, de relação simbiótica, em que dois organismos vivem juntos de forma mutuamente benéfica). Evolutivamente falando, “dar certo” significa que elas sobreviveram e se multiplicaram, pois estavam adaptadas ao ambiente.

Na atmosfera primitiva da Terra não havia oxigênio e, por isso, bactérias capazes de realizar fotossíntese devem ter surgido antes de bactérias que conseguiam respirar oxigênio.

A Teoria Endossimbiótica de Margulis propõe que, no ambiente rico em oxigênio, tenha sido vantajosa a união de uma célula com uma bactéria que respirava. Assim, provavelmente ocorreu primeiro a endossimbiose de uma célula eucariótica com uma bactéria que respirava, dando origem às células aeróbias com mitocôndrias. O segundo evento endossimbiótico teria sido o da célula eucariótica aeróbia englobando bactérias fotossintetizantes, dando origem às primeiras células com cloroplastos. 

Ilustração da Teoria Endossimbiótica proposta por Lynn Margulis

Algumas características das mitocôndrias e dos cloroplastos reforçam a Teoria Endossimbiótica de Margulis:

  1. Ambas possuem um DNA próprio, em formato circular, assim como as bactérias;
  2. Possuem seus próprios ribossomos, que também são semelhantes aos das bactérias e diferentes das células eucariontes.
  3. As organelas possuem membrana dupla, o que pode indicar o processo de englobamento, pois a membrana interna seria da bactéria englobada e a membrana externa seria da que englobou;
  4. Possuem tamanho similar ao de bactérias;
  5. Conseguem se duplicar.

Outras contribuições de Margulis

No início de sua carreira, Lynn Margulis ainda era Lynn Sagan, pois carregava o sobrenome do seu marido à época, o cientista e divulgador científico Carl Sagan. Como infelizmente acontece com muitas mulheres, a fama do marido se sobrepôs ao impacto de suas próprias conquistas, mas seu intenso trabalho ganhou força e reconhecimento. 

Além da Teoria Endossimbiótica, que é muito bem aceita até hoje, Margulis desenvolveu outras pesquisas, como a hipótese de Gaia, propondo que a Terra funciona como um sistema complexo e autorregulado. Ela também publicou inúmeros livros de divulgação científica, inclusive com a co-autoria de seu filho, Dorion Sagan. 

Não só o trabalho de Margulis explicou a continuidade evolutiva entre os tipos celulares, mas contribuiu com pesquisas que evidenciaram a importância e participação dos microorganismos na história evolutiva e nos dias de hoje.

meuDNA Revisa

Qual foi a teoria de Lynn Margulis?

Lynn Margulis propôs a Teoria Endossimbiótica, que explica o surgimento das mitocôndrias e cloroplastos a partir de bactérias que englobaram outras bactérias.

O que é a Teoria Endossimbiótica?

A Teoria Endossimbiótica propõe que as mitocôndrias e os cloroplastos surgiram a partir de bactérias que foram englobadas por outras bactérias. A associação entre as bactérias foi benéfica para ambas, por isso o termo endossimbiótica (“endo”, dentro, e “simbiótica”, de relação simbiótica, em que dois organismos vivem juntos de forma mutuamente benéfica).

O que são as organelas celulares?

Organelas celulares são estruturas que ficam dentro das células eucariontes e que realizam funções específicas, como produção de energia, digestão de moléculas, entre outras.

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