Durante a primeira evolução na Terra, a vida provavelmente se assemelhava a uma grande desordem genética. Em algum momento, provavelmente em torno de 3,8 a 3,5 bilhões de anos antes de hoje, as primeiras espécies biológicas apareceu - o ancestral de todas as formas de vida que se desenvolveram através da evolução darwiniana.
Pesquisadores do Instituto Max Planck de Dinâmica e Auto-Organização em Göttingen e da Universidade de Cornell, nos EUA agora concebido e modelado um cenário possível, através da qual a espécie primeiro definidas poderia ter surgido a partir desta mistura genética. Os pesquisadores propuseram que antes do alvorecer da evolução darwiniana, a vida flutuou frente e para trás entre um geneticamente altamente misto e um estado parcialmente sem mistura. Ao longo do tempo, o estado menos mista exibindo um perfil genético mais claramente definidas tornou-se cada vez mais estável e eventualmente gerada nas primeiras espécies.
Já em 1937, a árvore da vida esboçado por Darwin ilustrou sua hipótese de como as espécies existentes continuamente deu origem a novos enquanto outras espécies morrem. A árvore genealógica resultante desde então tornou-se o princípio orientador da pesquisa evolutiva em geral, destaca a origem comum de todas as formas de vida, bem como a forma como eles estão relacionados. A raiz dessa árvore genealógica é composto de uma determinada espécie de organismos unicelulares primitivos, que são os progenitores de todos os seres vivos que existem hoje na Terra. No entanto, mesmo antes do surgimento desta primeira espécie, que passou em seu genoma de geração em geração, há provavelmente já estava evoluindo vida na terra.
"Nós ficaram fascinados com a questão de como esta primeira espécie originou e que desencadeou a transição para a evolução darwiniana", diz Marc Timme, chefe do grupo de pesquisa em rede Dynamics no Instituto Max Planck de Dinâmica e Auto-Organização.
Hoje, alguns pesquisadores evolucionários acreditam que as primeiras espécies biológicas já deve ter possuído um aparelho bioquímico relativamente funcional, e eram relativamente fit - no sentido darwiniano. No entanto, os componentes da vida provavelmente não vão junto tão bem desde o início.
Inicialmente, a vida supostamente existia sob a forma de um estado coletivo geneticamente altamente misto, no qual a bioquímica dos indivíduos funcionavam de uma forma muito áspero-e-pronto. Parece provável que até mesmo amostras independentes destas formas iniciais de vida promiscuamente trocadas material genético através de transferência horizontal de genes durante suas vidas.Na evolução darwiniana, no entanto, a forma dominante de herança de uma geração para a próxima é a transferência de genes vertical, entre as gerações.
Graças a esta troca desenfreada de genes na evolução precoce, que poderia ter sido possível que em lugares diferentes dentro deste estado fortemente misto, instrumentos bioquímicos individuais desenvolvidos - instrumentos que foram também útil para os organismos unicelulares que compunham as espécies primeiro definidos. É concebível que em alguns lugares até mesmo dois ou mais desses instrumentos, aliás, coincidiu. Isso teria aumentado a adequação de certos indivíduos, que, em seguida, multiplicado mais rapidamente e potencialmente também sobreviveram mais tempo do que o resto, fazendo com que seu código genético para agregar e se destacar da coletiva de outra forma aleatória mista de genes. Foi nestes organismos que os primeiros sinais do aparecimento de uma espécie esporadicamente começaram a aparecer.
Juntando-se com Hinrich Arnoldt, que conduziu a investigação no Instituto Max Planck de Dinâmica e Auto-Organização, e Steven Strogatz, um cientista da Universidade de Cornell, Marc Timme apresentou agora um modelo matemático simples que mostra que o estado coletivo com material genético altamente misto poderia ter coexistido com o segundo estado, muito menos misto. Mesmo no início, quando o estado altamente misto foi predominante, a dinâmica evolutiva repetidamente revertida para o estado menos mista em que muitas células compartilhada genomas semelhantes.
No estado geneticamente sem mistura de maior aptidão biológica, a competência de organismos unicelulares para se envolver em troca horizontal de genes com outros indivíduos teriam diminuído. Isso é porque, devido ao seu aparelho bioquímicos ligeiramente mais desenvolvidos, que teria sido mais difícil para estas células para incorporar aleatoriamente os componentes que lhes foram impostas durante a troca horizontal de genes. É mais provável que, em fases geneticamente não misturados, as formas de vida em vez passou em versões mais ou menos inalteradas dos seus genomas para as células filhas para gerações seguintes.
Inicialmente, no entanto, os episódios geneticamente não misturados não durou muito tempo. Uma e outra vez a vantagem para a sobrevivência foi perdido no que era ainda um borrão genética muito indefinido. Transferência de genes horizontal levou mais uma vez as rédeas - mas não na mesma extensão. Um traço da aptidão biológica superiores permaneceram em alguns indivíduos dentro do estado coletivo. Isso também significa que, em média, o estado coletivo foi prejudicado em seus esforços para trocar genes horizontal e tornou-se um pouco mais biologicamente apto.
O modelo proposto pela equipa de investigação germano-americano mostra que ao longo do tempo a capacidade média declinando para trocar genes horizontalmente causou a população a permanecer com menos freqüência no estado altamente misto, e mais frequentemente no estado menos misto. Isso poderia ter gradualmente acelerou o desenvolvimento da evolução, o que levou ao surgimento do primeiro biológico de espécie: Como aptidão da população aumentou, sua capacidade de transferir genes diminuiu na horizontal, fazendo com que o coletivo para mudar em estados menos mistos com maior frequência e por mais tempo períodos de tempo, que por sua vez levantadas ainda mais os níveis de aptidão de uma parte da população, e, portanto, também a média da população.
Descoberta mais significativa dos pesquisadores indica uma transição qualitativa que pôs fim à frente e para trás entre os estados altamente misturados e não misturados: Uma vez que as formas de vida foram limitados em sua capacidade de trocar genes horizontal, o estado menos misto não só se tornaram mais comuns; foi adotada de forma permanente, como o estado altamente misto já não existia. "As células fortemente relacionado com genomas semelhantes teria, então, persistiu", diz Steven Strogatz.
Uma espécie primordiais poderia ter formado porque a configuração bioquímica combinado de uma parte da população potencialmente funcionou tão bem que estas células tornaram-se mais viável que o resto; seus genomas foram transferidos para novas gerações através de transferência de genes vertical. Como resultado, o modelo genético dessas células ficou permanentemente fora do resto do coletivo: As espécies definidas primeiro emergiram e pavimentou o caminho para a evolução darwiniana.
Em 2014, os cientistas liderados por NOAA e University of New Hampshire cientista James Gardner varredura do fundo do mar do Pacífico insondável descobriu uma gigantesca montanha à espreita alguns 5.100 metros (16.700 pés) abaixo da superfície do oceano mostrado na foto no topo da página. O monte submarino altaneiro sobe 1.100 metros (3.600 pés) a partir do fundo do oceano perto da Johnson Atoll, a 300 quilômetros (186 milhas) ao sudeste do desabitada Ilha Jarvis.
Os montes submarinos são montanhas submarinas forjadas pela atividade vulcânica e muitas vezes são hotspots biológicos que hospedam uma incrível variedade de vida marinha. Eles são geralmente vulcões extintos encontrados perto dos limites da crosta terrestre, mas também pode ser encontrado no meio de placas em áreas de ponto de acesso, que muitas vezes albergam as fontes hidrotermais, que têm uma densidade de organismos 10000 a 100000 vezes maior do que o fundo do mar circundante. Günter Wächtershäuser, um químico alemão, propôs que a vida poderia ter se originado em fontes hidrotermais, e que uma forma primitiva do metabolismo antecedeu genética.
O Galaxy diário via Instituto Max Planck
Crédito da foto: Universidade de New Hampshire Centro de Oceano Mapeamento / Joint Centro de Hidrografia da Costeira e.
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