Novo Estudo Ajuda a Explicar a Diversidade da Vida e Também “Paradoxo do Sexo”.

Existem diferenças significativas no número de espécies entre os ramos principais da árvore da vida. Algumas equipes de organismos têm vários tipos, enquanto outras têm alguns. Por exemplo, animais, plantas e fungos têm, cada um, mais de 100.000 variedades bem conhecidas, mas a maioria das outras – como muitas equipes de algas e bactérias – têm 10.000 ou menos.

Uma nova pesquisa liderada pelo College of Arizona, publicada no Procedures of the Royal Culture B, verificou se a reprodução sexual e a multicelularidade poderiam ajudar a discutir esse padrão misterioso.

“Queríamos compreender a variedade da vida”, afirmou o co-autor do artigo John Wiens, professor da Divisão de Ecologia e Biologia Evolutiva. “Por que a maioria dos seres vivos são animais de estimação, plantas e também fungos?”

Para resolver isso, Wiens negociou com um pesquisador visitante em seu laboratório, Lian Chen, da Universidade Florestal de Nanjing, na China. Eles aproximaram as taxas de propagação de variedades em 17 equipes principais que abrangiam todos os organismos vivos, consistindo em bactérias, protistas, fungos, plantas e animais de estimação. O componente desafiador era aproximar o número de tipos em cada equipe que eram multicelulares versus unicelulares e o número de replicados sexualmente versus assexuados. Por cinco anos, Chen classificou mais de 1.100 documentos clínicos e caracterizou os modos reprodutivos e celularidade de mais de 1,5 milhão de tipos.

Eles descobriram que tanto a multicelularidade quanto a reprodução sexuada ajudaram a discutir a rápida expansão dos tipos animal, vegetal e fúngico. A rápida proliferação dessas três equipes esclarece por que atualmente consistem em mais de 90% das variedades reconhecidas do planeta.

A dupla também descobriu que a rápida proliferação de espécies sexuadas pode ajudar a descrever o “paradoxo do sexo”. O mistério é por que muitos tipos se reproduzem sexualmente, apesar das desvantagens da reprodução sexual.

“Para variedades relacionadas ao sexo, apenas metade dos indivíduos são heterossexuais criando filhos. Em um tipo não sexual, cada indivíduo está criando filhos diretamente”, afirmou Wiens. “A reprodução sexual não é tão confiável. Outra desvantagem da reprodução sexual é que você precisa de duas pessoas para fazer algo acontecer, assim como esses dois indivíduos devem ser os sexos ideais. As espécies não sexuais, por outro lado, precisam de um indivíduo reproduzir.”

Chen e também Wiens encontraram uma solução simples para o mistério do sexo. Existem tantas variedades relacionadas ao sexo porque os tipos sexuais aumentam muito mais rapidamente do que as variedades assexuadas. Isso não tinha sido mostrado em todas as vidas antes.

Eles também descobriram que uma explicação adicional para muitos tipos relacionados ao sexo é que a reprodução sexuada e a multicelularidade estão altamente associadas na árvore da vida, que ajuda a multicelularidade impulsiona muitas espécies sexuadas.

“A multicelularidade é mais crucial do que a fabricação sexual. Fizemos uma avaliação estatística que revelou que é provavelmente pelo menos duas vezes mais vital para explicar esses padrões de variedade do que a reprodução sexual”, disse Wiens.

E também, embora esta pesquisa por si só não possa apontar precisamente por que a multicelularidade é tão crucial, os cientistas recomendaram anteriormente que ela se relaciona com a seleção de tipos de células dentro de um organismo multicelular.

“Se você é uma única célula, há muito pouca seleção lá”, afirmou Wiens. “No entanto, a multicelularidade permite várias células ou tipos de células e também permite a diversidade. No entanto, exatamente como isso resulta em uma propagação extra rápida será necessário mais estudos de pesquisa.”

Chen e Wiens também testaram como suas conclusões poderiam se transformar se muitas variedades vivas no mundo fossem variedades de microorganismos ainda desconhecidos para a ciência.

“A maioria das bactérias são unicelulares e também não sexuais. Mas como os germes são muito mais velhos do que plantas, animais e fungos, eles não se multiplicaram tão rapidamente, mesmo que haja bilhões de variedades microbianas”, disse Wiens. “Conseqüentemente, a multicelularidade e também a reprodução sexuada ainda esclarecem a rápida disseminação de animais, plantas e também de fungos.”

Trabalhos futuros serão necessários para compreender precisamente como a multicelularidade e a reprodução sexual impulsionam a biodiversidade. Wiens também está interessado em como algumas equipes são multicelulares e duplicam sexualmente, mas não aumentam rapidamente.

“Temos alguns conceitos”, disse ele. “Um exemplo são as rodófitas, as algas vermelhas. Elas são principalmente marinhas, e entendemos pelos animais de estimação que as equipes aquáticas não parecem aumentar tão rapidamente.”

Referência : “multicelularidade e sexo ajudaram a moldar a Árvore da Vida” por Lian Chen e John J. Wiens, 28 de julho de 2021,  Proceedings da Royal Society B .
DOI: 10.1098 / rspb.2021.1265