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Mudança na Teoria da
Evolução
Uma das teorias mais bem-sucedidas da ciência, a Teoria da
Evolução, é tão largamente aceita que
ela ultrapassou os limites da biologia, hoje já se falando
que a evolução começou antes da própria
vida, ou seja, que a evolução
não é exclusividade da vida.
Agora, porém, um trio de pesquisadores da Universidade de
Nottingham, no Reino Unido, acredita ter elementos para deixar de
lado um dos pressupostos fundamentais da Teoria da Evolução:
O de que a evolução seria imprevisível.
Se a nova proposta mostrar-se fiel aos fatos, além de mudar
os livros de biologia, esta nova visão poderá ter
amplas implicações em vários campos de pesquisa,
incluindo como lidamos com problemas bem atuais, como a resistência
aos antibióticos, as mudanças climáticas e
as doenças.
Os pesquisadores estão contestando a crença científica
de longa data sobre a imprevisibilidade da evolução
ao demonstrar que a trajetória evolutiva de um genoma pode
ser influenciada pela sua história evolutiva, em vez de ser
determinada pela aleatoriedade, pelos "acidentes históricos"
ou eventualmente por um conjunto inumerável de fatores.
"As implicações desta pesquisa são nada
menos do que revolucionárias," disse o professor James
McInerney. "Ao demonstrar que a evolução não
é tão aleatória como pensávamos, abrimos
a porta para uma série de possibilidades na biologia sintética,
na medicina e na ciência ambiental."
Previsibilidade da evolução
O trio de cientistas realizou uma análise do pangenoma -
o conjunto completo de genes
dentro de uma determinada espécie - para responder a uma
questão crítica sobre se a evolução
é previsível ou se os caminhos evolutivos dos genomas
dependem da sua história e, portanto, não são
previsíveis.
Estudo envolveu uma abordagem de aprendizagem de máquina
conhecida como Floresta Aleatória, que foi usada para analisar
um conjunto de dados de 2.500 genomas completos de uma única
espécie bacteriana. O resultado são "famílias
de genes" de cada gene de cada genoma. "Desta forma, pudemos
comparar semelhanças entre os genomas," disse a professora
Maria Rosa Sananes. Uma vez identificadas as famílias, a
equipe analisou o padrão de como essas famílias estavam
presentes em alguns genomas e ausentes em outros.
"Nós descobrimos que algumas famílias de genes
nunca apareceram em um genoma quando uma outra família de
genes específica já estava lá e, em outras
ocasiões, alguns genes eram muito dependentes da presença
de uma família de genes diferente," disse Sananes.
Na verdade, os dados revelaram um ecossistema invisível
onde os genes podem cooperar ou entrar em conflito uns com os outros,
um quadro muito diferente das famosas mutações aleatórias.
"Essas interações entre genes tornam os aspectos
da evolução um tanto previsíveis e, além
disso, temos agora uma ferramenta que nos permite fazer essas previsões,"
acrescentou a pesquisadora.
Efeitos de uma evolução previsível
Muito além de uma questão acadêmica, esta pesquisa
tem implicações de longo alcance, entre os quais a
equipe cita alguns.
- Novo Projeto Genoma - Permitir que os cientistas projetem genomas
sintéticos, fornecendo um roteiro para a manipulação
previsível do material genético.
- Combater a resistência aos antibióticos - Compreender
as dependências entre os genes pode ajudar a identificar
o "elenco de apoio" dos genes que tornam possível
a resistência aos antibióticos, abrindo caminho para
tratamentos direcionados.
- Mitigação das Mudanças Climáticas
- As conclusões do estudo poderão servir de base
para a concepção de microrganismos sintéticos
para capturar carbono ou degradar poluentes, contribuindo assim
para os esforços de combate às alterações
climáticas.
- Aplicações Médicas - A previsibilidade
das interações genéticas pode revolucionar
a medicina personalizada, fornecendo novas métricas para
o risco de doenças e a eficácia dos tratamentos.
"A partir deste trabalho, podemos começar a explorar
quais genes 'servem de suporte' a um gene de resistência a
antibióticos, por exemplo. Portanto, se estivermos tentando
eliminar a resistência aos antibióticos, podemos atingir
não apenas o gene focal, mas também seus genes de
apoio. Podemos usar esta abordagem para sintetizar novos tipos de
construções genéticas que poderiam ser usadas
para desenvolver novos medicamentos ou vacinas. Saber o que sabemos
agora abriu a porta para uma série de outras descobertas,"
concluiu o pesquisador Alan Beavan.
Artigo: Contingency, repeatability, and predictability
in the evolution of a prokaryotic pangenome
Autores: Alan Beavan, Maria Rosa Domingo-Sananes, James O. McInerney
Revista: Proceedings of the National Academy of Sciences
Vol.: 121 (1) e2304934120
DOI: 10.1073/pnas.2304934120
