A evolução de um ser vivo observada em laboratório

Tábata Bergonci
01/11/2017

Tubos de ensaio contendo meio de cultura e a bactéria Escherichia coli. O primeiro tubo, da esquerda para direita, contém apenas meio de cultura. O segundo tubo contém bactérias que cresceram durante 18 horas, deixando o meio de cultura turvo. O terceiro tubo contém bactérias também crescidas durante 18 horas, expressando um gene que codifica para uma proteína verde-fluorescente. [1]
Estudar a evolução quase nunca é um trabalho fácil. O processo evolutivo é dinâmico, mas lento, e são necessárias que se passem muitas gerações de uma espécie para que ele possa ser observado. Por sorte, cada espécie do planeta tem diferentes tempo de vida, muitas delas vivendo muito menos que nós, humanos. Esse é o caso da bactéria Escherichia coli. Ela é, de longe, a bactéria mais utilizada nos laboratórios mundo a fora: é de fácil manipulação, inofensiva a saúde e se multiplica rapidamente em condições simples de se obter.

Em 1988, o pesquisador Richard E. Lenski colocou doze colônias (um amontoado de bactérias) de E. coli para crescerem em 12 frascos diferentes, deixando-os em condições ideais (que no caso de bactérias E. coli, é a 37°C, com meio de cultura contendo glicose como fonte de energia, girando a 200 rpm). No outro dia pela manhã, ele retirou uma pequena quantidade de cada frasco, passando para novos frascos com novo meio de cultura. Desde então, todos os dias pela manhã alguém faz esse mesmo processo no laboratório. A cada 75 dias, um pouco de cada frasco era guardado em freezer, na temperatura de -80°C. Diferente de nós, essas bactérias não morrem nessa temperatura, apenas param de crescer e reproduzirem, esperando que as condições voltem a ser favoráveis para tal. As E. coli passam por 500 gerações em 75 dias!

Quando as bactérias completaram 60 mil gerações, todas as já coletadas tiveram seus genomas sequenciados e analisados. E muita coisa interessante foi descoberta! Primeiro, todas as 12 populações tiveram seus indivíduos aumentados em tamanho. Eles também ficaram mais resistentes, cada indivíduo vivendo por mais tempo. As populações também passaram por vários processos de evolução. Ou seja, todas adquiriram e mantiveram mutações em seus genomas. Seis populações tiveram o que os pesquisadores chamaram de super-evolução, sendo os seus genomas atuais muito diferentes dos iniciais. Os cientistas também observaram que no decorrer das gerações, a seleção natural agiu em diferentes grupos gênicos, mostrando que a ecologia e a evolução estão interligadas. Dentre as 12 populações, uma surpreendeu mais: ela passou a usar citrato como fonte de energia, inclusive a glicose se tornando tóxica para elas.

O trabalho mostra que a evolução é geralmente interpretada de forma muito mais simples do que realmente acontece. A pressão de seleção, diferente do que costumamos pensar, não ocorre apenas quando existe mudanças drásticas no ambiente. A adaptação para um ambiente constante parece ser bem mais complexa e dinâmica do que geralmente se assume.

[1] Crédito da imagem:  Ryan Kitko (Flickr) / Creative Commons (CC BY 2.0). URL: https://www.flickr.com/photos/kitkor/5512961783/.

[2] BH Good et al. The dynamics of molecular evolution over 60,000 generations. Nature 10.1038/nature24287 (2017).

Como citar este artigo: Tábata Bergonci. A evolução de um ser vivo observada em laboratório. Saense. URL: http://www.saense.com.br/2017/11/a-evolucao-de-um-ser-vivo-observada-em-laboratorio/. Publicado em 01 de novembro (2017).

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Tábata Bergonci

Doutora em Genética e Melhoramento de Plantas. Pós-doutoranda na Universidade Federal de São Paulo. Escreve sobre Genética no Saense.

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