Organismos complexos mais primitivos se alimentavam por osmose
por Susan Trulove, em EurekAlert!
Uma pesquisa do Virginia Tech mostrou que as formas complexas de vida mais antigas - que viviam nos oceanos ricos em nutrientes de mais de 540 milhões de anos atrás - provavelmente se alimentavam por osmose.
Os pesquisadores estudaram dois grupos de organismos modulares de Ediacara: os rangeomorfos com forma de samambaia e os ernietamorfos que têm forma de colchão de ar. Esses organismos macroscópicos, com tamanho tipicamente de vários centímetros, absorviam nutrientes através de sua membrana externa, muito parecido com o que fazem bactérias microscópicas modernas, de acordo com a publicação de 25 de agosto de 2009 do PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences), com o título "Osmotrofia em organismos modulares de Ediacara" (trad. livre) e autores Marc Laflamme, Shuhai Xiao, e Michal Kowalewski. Laflamme, que atualmente faz pós-doutorado no Departamento de Geologia e Geofísica da Universidade de Yale, fez a pesquisa no laboratório de Xiao no Virginia Tech. Xiao e Kowalewski são professores de geobiologia na Faculdade de Ciência do Virginia Tech.
Os rangeomorfos tinham um sistema de ramificação repetida como em folhas de samambaia, e os ernietamorfos tinham uma superfície dobrada como um colchão de ar inflado que fazia módulos tubulares. "Esses organismos diferem de qualquer outra forma de vida posterior e por isso são muito pouco compreendidos", disse Laflamme. A estratégia de alimentação deles tem sido fonte de discussões, com teorias indo do parasitismo à simbiose e à fotossíntese. "Algumas hipóteses podem ser descartadas porque os organismos não têm estruturas de alimentação, como tentáculos ou bocas, e porque muitos deles viveram no oceano profundo onde não havia luz solar para a fotossíntese", disse Xiao.
Os pesquisadores decidiram simular várias mudanças morfológicas na estrutura geral dos organismos para testar se teria sido possível para eles atingir razões de área de superfície por volume da mesma forma que as bactérias modernas que se alimentam por osmose. Modelos teóricos foram construídos para explorar os efeitos de comprimento, largura, espessura, número de módulos e presença de vacúolos internos sobre a área de superfície dos fósseis do Pré-Cambriano. "Os modelos sugerem que vacúolos internos - isto é, espaços preenchidos com fluidos ou outros materiais biológicos inertes - são um modo particularmente eficaz de aumentar a razão superfície/volume de organismos macroscópicos complexos", disse Kowalewski.
Os cientistas descobriram que os dois grupos (rangeomorfos e ernietamorfos) cresciam e construíam seus corpos de modos diferentes, entretanto, ambos os grupos maximizavam suas razões de área de superfície por volume de seu próprio modo. "O aumento do tamanho era claramente realizado primariamente pela adição de módulos para os ernietamorfos e pela ramificação repetitiva e dilatação de módulos para os rangeomorfos", disse Laflamme. "O sistema de ramificação repetida dos rangeomorfos era essencial para permitir uma alta razão de área de superfície por volume, necessária para uma boa alimentação baseada em osmose."
Hoje apenas algumas bactérias microscópicas se alimentam eficientemente apenas por osmose, embora alguns animais como esponjas e corais usem a osmose como fonte suplementar de alimento. Mas no período Ediacariano (de 635 a 541 milhões de anos atrás), com oceanos ricos em nutrientes, "uma estratégia de alimentação baseada em difusão era mais praticável", disse Laflamme.
"Acreditamos que os ediacarianos se alimentavam de carbono orgânico dissolvido, que pode ter muitas fontes", disse. "[Esse carbono] representa o material orgânico originado de plantas, fungos, animais - dê o nome que quiser - que se dissolvia em lipídios e proteínas durante a decomposição orgânica natural. Há um corpo crescente de evidências [que indicam] que nos tempos ediacarianos, devido principalmente à ausência de animais com intestinos completos capazes de empacotar a matéria orgânica em precipitados fecais, havia um volume muito maior de água com nutrientes orgânicos dissolvidos, especialmente em águas profundas. Sem precipitados fecais, as substâncias orgânicas ficariam em suspensão e se decomporiam em lipídios e proteínas solúveis em águas marinhas", disse ele. "Acreditamos que esses compostos eram então absorvidos via osmose através da "pele" dos ediacarianos devido à alta razão de sua área de superfície pelo volume corporal."
O artigo do PNAS conclui que hoje "bactérias sulfúricas gigantes, como Thiomargarita, vicejam pela costa da Namíbia, onde a ressurgência constante [da água] permite mais acesso ao carbono orgânico dissolvido e nutrientes. Tais áreas ricas em nutrientes podem ser análogos modernos dos oceanos ediacarianos profundos... sugerindo que pode ser mais que coincidência que os rangeomorfos mais antigos ocorressem em águas profundas ricas em carbono orgânico dissolvido."

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A pesquisa foi financiada pelo Conselho de Pesquisa em Ciências Naturais e Engenharia do Canadá (NSERC) e a Bateman Fellowship de Laflamme, o Programa de Exobiologia e Biologia Evolutiva da NASA, e o Programa de Geologia Sedimentar e Paleobiologia da Fundação Nacional da Ciência (dos EUA).
Encontre o artigo em http://www.pnas.org/content/early/2009/08/13/0904836106.abstract
Conheça mais sobre a pesquisa em geobiologia do Virginia Tech em http://www.paleo.geos.vt.edu/people.htm#faculty
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Créditos das imagens:
1) Rangeomorfo Charnia masoni: de Smith609, Wikimedia Commons, CC 2.5.
2) Ernietamorfo Ernietta plateauensis: de Hans D. Pflug. Neue Fossilreste aus den Nama-Schichten in Südwest-Afrika. Paläontologische Zeitschrift, Volume 40, Numbers 1-2 / May, 1966. doi 10.1007/BF02987628