O micróbio fotossintético Paulinella ganhou a confirmação de duas novas espécies identificadas por cientistas em Nags Head, no estado norte-americano da Carolina do Norte. A constatação amplia de quatro para seis a quantidade de organismos desse gênero catalogados no planeta com capacidade de realizar fotossíntese por meio de um processo evolutivo independente.

A descrição das amebas Paulinella marae e Paulinella murrayi saiu no periódico científico Journal of Phycology, após análise genética comprovar variações morfológicas e genômicas exclusivas. A bióloga Angela Oliverio, da Universidade de Syracuse, afirmou que a linhagem “representa o único outro caso conhecido atualmente em que esse acontecimento evolutivo fortuito ocorreu”.

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Laboratório improvisado de US$ 80 em Nags Head

O isolamento inicial das células ocorreu em um quarto de motel alugado por US$ 80 a diária em Nags Head. Julia Van Etten, bióloga evolucionista e atual professora assistente na Universidade de Maryland, montou no local uma base de triagem com microscópios apoiados em mesas de cabeceira e recipientes repletos de amostras recolhidas na vegetação pantanosa da região costeira.

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Durante o procedimento de separação celular, John Burns, pesquisador sênior do Laboratório Bigelow de Ciências Oceânicas, manipulou os espécimes com ferramentas manuais montadas com cerdas de escova de dentes coladas a um lápis de cor, além de operar uma pipeta bucal para sugar e transferir os microrganismos. O biólogo Andrew Willoughby, pesquisador de pós-doutorado da Universidade Duke, acompanhou o trabalho prático e declarou: “Meu Deus, esse pessoal é sério mesmo”. Willoughby comentou o uso da técnica artesanal de sucção: “À moda antiga. Esse é um tipo de biologia que eu não faço.”

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Ao registrar os espécimes em ilustrações digitais, Andrew Willoughby notou que a carcaça externa dos organismos exibia orientações divergentes na sobreposição das escamas microscópicas: parte das células apresentava arranjo em sentido horário, enquanto outros indivíduos tinham estrutura orientada no sentido oposto. Amostras encaminhadas para microscopia eletrônica de alta resolução no laboratório de John Burns, no Maine, ratificaram as disparidades corporais entre os dois grupos recolhidos em ambiente aquático.

Sequenciamento de DNA na Universidade Sungkyunkwan

A comprovação definitiva sobre a existência de duas espécies separadas dependeu de testes moleculares profundos. O material genético extraído das células seguiu para a Coreia do Sul, onde a equipe do biólogo evolucionista Hwan Su Yoon, da Universidade Sungkyunkwan, conduziu o sequenciamento do ácido desoxirribonucleico e confirmou as assinaturas genéticas próprias de cada linhagem.

Os dados técnicos das amostras e do processo de medição reúnem as seguintes especificações:

• Tamanho celular: extensão de 15 a 19,1 micrômetros nas amebas analisadas
• Total de espécies: seis representantes fotossintéticos reconhecidos no gênero
• Investimento de campo: diária de US$ 80 na hospedagem usada como centro de triagem
• Recurso institucional retido: bolsa anual de US$ 60 mil da Fundação Nacional da Ciência

O biólogo vegetal Arthur Grossman, da Carnegie Science, ponderou sobre a lentidão para multiplicar essas células em ambiente controlado. “Nenhum estudante de pós-graduação quer trabalhar com um organismo que leva de quatro a cinco dias para dobrar de número — você vai levar dez anos para obter o doutorado”, disse Grossman ao avaliar as barreiras técnicas enfrentadas pelos pesquisadores durante os ensaios laboratoriais.

Endossimbiose de 100 milhões de anos repete transição das plantas

A relevância do micróbio reside no fato de a linhagem registrar um fenômeno extremamente raro na história biológica da Terra. Há cerca de 1,5 bilhão de anos, uma célula primordial engoliu uma bactéria fotossintética e manteve essa presa viva internamente até transformá-la em plastídio, estrutura celular encarregada de produzir energia luminosa que gerou todas as plantas terrestres e algas conhecidas. Na Paulinella, uma absorção similar ocorreu de forma totalmente separada há aproximadamente 100 milhões de anos.

Em vez de herdar a capacidade vegetal herdada do ancestral comum de 1,5 bilhão de anos, os organismos do gênero assimilaram uma cianobactéria há 100 milhões de anos. Esse parceiro interno, chamado de cromatóforo, ainda guarda genes bacterianos funcionais próprios e não completou toda a migração genética para o núcleo do hospedeiro, o que permite aos cientistas observar em tempo real as fases intermediárias da formação de uma organela geradora de energia.

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A cronologia de estudos e fatos ligados à evolução desse gênero abrange os seguintes marcos:

• 24 de dezembro de 1894: Robert Lauterborn descobre a primeira espécie no rio Reno
• 1 de maio de 2021: Julia Van Etten recolhe água com Paulinella na Carolina do Norte
• 20 de janeiro de 2025: posse presidencial nos EUA congela bolsas temporariamente
• 4 de setembro de 2026: Journal of Phycology aceita o artigo formalizando as espécies

A parceria entre Julia Van Etten e Andrew Willoughby surgiu no início de 2025, período em que ordens administrativas federais causaram a suspensão momentânea do sistema de pagamentos de bolsas mantido pela Fundação Nacional da Ciência. O congelamento da bolsa de US$ 60 mil anuais que atendia a bióloga levou à troca de mensagens e contatos profissionais em fóruns científicos remotos, resultando no convite para a expedição conjunta de coleta biológica no litoral leste norte-americano.

Cultivo de Paulinella marae e Paulinella murrayi em laboratório

O prosseguimento dos experimentos laboratoriais ainda depende da manutenção estável dos organismos vivos, algo que não está consolidado. Os cientistas relataram que as populações de Paulinella marae e Paulinella murrayi duraram no máximo um mês nos meios de cultura iniciais, e ainda não se sabe se as duas espécies conseguem suportar cultivos contínuos de longo prazo fora do ambiente pantanoso natural.