p As primeiras formas de vida muito provavelmente tinham metabolismos que transformaram a Terra primordial, como iniciar o ciclo do carbono e produzir a maior parte do oxigênio do planeta por meio da fotossíntese. Cerca de 3,5 bilhões de anos atrás, a Terra parece já ter sido coberta por oceanos líquidos, mas o sol naquela época não era brilhante ou quente o suficiente para derreter o gelo. Para explicar como os oceanos permaneceram descongelados, foi sugerido que gases de efeito estufa, como o metano, produziram aquecimento na atmosfera primitiva, assim como fazem no aquecimento global hoje. p O metano que ocorre naturalmente é produzido principalmente por um grupo de micróbios, arquéias metanogênicas, através de um metabolismo denominado metanogênese. Embora haja alguma evidência de dados de isótopos de carbono de que fontes de metano tão antigas quanto 3,5 bilhões de anos podem ter sido de origem biológica, até agora não houve nenhuma evidência sólida de que micróbios produtores de metano existiram cedo o suficiente na história da Terra para serem responsáveis ​​por manter o planeta primitivo aquecido.

p Agora, em um artigo publicado na revista Ecologia e evolução da natureza , Jo Wolfe, um pós-doutorado no Departamento da Terra, Ciências Atmosféricas e Planetárias (EAPS) no MIT, e Gregory Fournier, um professor assistente na EAPS, relatam um novo trabalho combinando dados de transferência horizontal de genes com o registro fóssil microbiano que lhes permitiu estimar as idades absolutas dos micróbios produtores de metano na linha do tempo geológica.

p Paleontologia encontra genética

p Wolfe é um paleontólogo especializado em como as espécies fósseis e animais vivos estão relacionados na árvore da vida. Fournier é especialista em explorar como os genomas de organismos vivos podem ser usados ​​para estudar a evolução inicial dos micróbios. Resolver esse quebra-cabeça exigiu ambas as áreas de especialização.

p "Traços de evidências químicas sugerem que o metano e os micróbios que o produziram poderiam estar presentes, mas não sabíamos se as arquéias metogênicas estavam realmente presentes naquele momento, "Wolfe diz.

p Para fazer a ponte entre os dados fósseis e genômicos, Wolfe e Fournier usaram genomas de micróbios vivos que preservam um registro de sua história primitiva. Essas sequências de DNA podem ser acessadas por meio de análise filogenética e comparadas entre si, os pesquisadores explicam, a fim de encontrar a melhor "árvore" ramificada que descreve sua evolução. À medida que se trabalha ao longo desta árvore, os ramos representam linhagens cada vez mais antigas de micróbios que existiram na história profunda da Terra. Mudanças ao longo dessas ramificações podem ser medidas, produzindo um relógio molecular que calcula a taxa de evolução ao longo de cada ramo, e, a partir desse, uma estimativa probabilística do tempo relativo e absoluto de ancestrais comuns dentro da árvore. Um relógio molecular requer fósseis, Contudo, que falta de metanogênios.

p Calibrando a árvore da vida

p Para resolver esta dificuldade, Wolfe e Fournier aproveitaram as transferências genéticas horizontais, ou trocas de material genético entre os ancestrais de diferentes grupos de organismos. Ao contrário da transmissão vertical de DNA de pais para filhos - que é como a maioria dos genes humanos são herdados - as transferências horizontais podem transmitir genes entre microrganismos distantemente relacionados. Eles descobriram que os genes foram doados de um grupo dentro das arquéias metanogênicas ao ancestral de todas as cianobactérias fotossintéticas produtoras de oxigênio, que possuem alguns fósseis. Usando as transferências de genes e os fósseis de cianobactérias juntos, eles foram capazes de restringir e guiar o relógio molecular dos produtores de metano, e descobri que os micróbios produtores de metano tinham, de fato, mais de 3,5 bilhões de anos, apoiando a hipótese de que esses micróbios poderiam ter contribuído para o aquecimento global precoce.

p "Este é o primeiro estudo a combinar transferências de genes e fósseis para estimar as idades absolutas dos micróbios na linha do tempo geológica, "Fournier diz." Conhecer a idade dos grupos microbianos nos permite expandir esta abordagem poderosa para estudar outros eventos na evolução planetária e ambiental inicial, e eventualmente, para construir uma escala de tempo para a árvore de toda a vida. " p Esta história foi republicada por cortesia do MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), um site popular que cobre notícias sobre pesquisas do MIT, inovação e ensino.