p (Phys.org) —Uma das coisas mais intrigantes sobre a evolução é que, mesmo depois de 4 bilhões de anos, não parou. Em vez de culminar em uma única espécie mais bem adaptada, hoje a Terra contém cerca de 8,7 milhões de espécies diferentes, tudo isso um dia morrerá à medida que uma variedade de novas espécies tomar seu lugar. p Embora os cientistas tenham tentado modelar essa dinâmica evolutiva em laboratório, como o uso de sistemas de moléculas que mudam de alguma forma ao longo do tempo, a maioria desses modelos acaba gerando uma única espécie dominante e, em seguida, chega a um impasse. Os cientistas ainda não entendem completamente como a evolução continua a gerar novas espécies, que é conhecido por ocorrer mesmo na ausência de mudanças nas pressões externas.

p Agora em um novo estudo, uma equipe de físicos desenvolveu um modelo teórico e experimental de evolução que continua sem fim, mesmo sob constantes condições externas. O modelo pode ajudar os cientistas a entender melhor como a biosfera continua a evoluir ao longo de bilhões de anos.

p "Esperamos compreender as condições necessárias das estatísticas darwinianas - notavelmente, a coexistência de espécies em que cada uma tem um tempo de vida finito - que emergem com a evolução darwiniana, "co-autor Albrecht Ott da Universidade Saarland em Saarbruecken, Alemanha, contado Phys.org . "Este parece um grande problema com o qual a pesquisa sobre a origem da vida precisa lidar. Além disso, sistemas moleculares podem ajudar a elucidar mecanismos de especiação, notadamente o surgimento e desaparecimento de nichos. "

p O novo sistema modelo consiste em polímeros de DNA linear de diferentes comprimentos, onde o comprimento de um polímero determina sua "espécie". Os polímeros podem se reproduzir (criando polímeros do mesmo comprimento) ou unir-se por meio da enzima de ligação do polímero DNA ligase (criando polímeros mais longos, que são novas espécies).

p Em seus experimentos, os pesquisadores começaram com polímeros com 10 ou 20 pares de bases de comprimento. Depois de expô-los a variações de temperatura que promoviam a reprodução e ligação em vários graus, os pesquisadores descobriram que polímeros de diferentes comprimentos começaram a surgir.

p Os resultados revelaram que a evolução das espécies depende de qual mecanismo de crescimento domina. Em situações em que o mecanismo de ligadura domina, todos os comprimentos de polímero possíveis são gerados (todos os múltiplos de 20 começando com um comprimento de 20, como 40, 60, 80, e 100 pares de bases e acima).

p Mas quando a reprodução domina, apenas certos comprimentos aparecem (especificamente, comprimentos de 10, 20, 40, 80, ou 160 pares de bases), e apenas por períodos limitados de tempo. Cada comprimento de polímero segue um padrão no qual seus números aumentam exponencialmente, então platô, e finalmente diminuir, permitindo o surgimento de novos comprimentos de polímeros.

p Nessas situações de reprodução dominante, a evolução de polímeros de diferentes comprimentos tem semelhanças com a evolução darwiniana. Como explicam os pesquisadores, é a dinâmica de todo o sistema que seleciona um determinado, novas espécies (comprimento do polímero) de forma que possa usar a situação existente de forma mais eficiente para se multiplicar. Cada vez, o sistema escapa desse domínio criando uma nova espécie que usa a nova situação em seu benefício.

p "Acreditamos ter criado um sistema modelo que expõe um mecanismo dinâmico refletindo características essenciais da evolução darwiniana, "disse o co-autor Karsten Kruse da Universidade de Saarland." Em uma situação dominada pela reprodução, em nosso sistema, apenas certos tipos de reprodutores moleculares ocorrem:aqueles que mais se beneficiam de uma determinada situação. Contudo, essas 'espécies' não conseguem dominar a situação por causa do surgimento de outras espécies sempre novas. "

p No futuro, os pesquisadores planejam modificar o modelo para que as moléculas adquiram funcionalidade, tornando-os mais semelhantes às espécies biológicas.

p "Embora a simplicidade do nosso sistema seja o que constitui a sua qualidade e torna a mensagem tão clara, não está claro como conceber um sistema mais complexo que permite novas funcionalidades em um cenário darwiniano, "Ott disse." Isso é algo que planejamos abordar no futuro. "