Viaţa complexă a apărut în urma unor mici erori în structura proteinelor

O comparaţie între proteinele a 36 de specii moderne sugerează
că defectele acestora care facilitează deshidratarea (cunoscute în
engleză sub numele de „dehydrons”), influenţează
stabilitatea lor în apă. Acest lucru a dus la transformarea lor în
substanţe adezive care sunt capabile să lucreze împreună şi să ducă
la crearea unei funcţii complexe.

Studiul publicat în jurnalul ştiinţific Nature a susţinut ideea
conform căreia selecţia naturală nu este singurul mijloc prin care
a sporit complexitatea.

• Vinul european, puternic afectat de schimbările climatice
• Care sunt cele mai scumpe cartiere din România?

Selecţia naturală este o teorie ce explică felul în care
organismele şi populaţiile au supravieţuit de-a lungul vremii.
Conform acesteia, mutaţiile întâmplătoare ce ajută organismele sunt
menţinute, pe când cele dăunătoare sunt eliminate în timp.

Acest nou studiu aduce dovezi care sugerează că natura adaptivă
a acestor mutaţii nu constituie singura cale prin care organismele
au devenit mai complexe. Formele de viaţă unicelulare au dus la
apariţia unor organisme mai complexe, de la care au pornit reţele
de interacţiune dintre gene şi proteine mult mai complexe.

Michael Lynch, un teoretician evoluţionist de la Universitatea
din Indiana, s-a asociat cu Ariel Fernandez de la Universitatea din
Chicago pentru a studia structura proteinelor. Au luat în
considerare 106 proteine împărţite între 36 organisme moderne de
complexitate variată, de la protozoare unicelulare, până la om.

Echipa a studiat regiunile proteinelor care le face instabile în
apă şi au descoperit că organismele cu populaţii mai mici, cum ar
fi oamenii, au acumulat mai multe defecte decât organismele simple
cu un număr mult mai mare de membri.

Analiza sugerează că acumularea acestor defecte a făcut ca mai
multe proteine să lucreze împreună pentru interacţiuni de tip
proteină-proteină, lucru care a dus la evoluţia celulară.

„Am încercat să reducem decalajul dintre structura
proteinelor şi evoluţia acestora, şi credem că am descoperit dovezi
cum că proteinele dezvoltă defecte minore în organismele cu
populaţie mică, acest lucru fiind valabil atât în cazul bacteriilor
şi eucariotelor unicelulare, dar şi în cazul nevertebratelor şi al
vertebratelor„, a spus profesorul Lynch.

Aceste mici defecte ar putea să ducă la scăderea funcţiei
proteinelor chiar şi în cazul în care se observă o creştere a
cooperării proteinelor.

Autorul sugerează că alte adaptări vor avea loc pentru a
distruge efectele dăunătoare ale proteinelor umede.

De exemplu, proteinele din hemoglobină care conduc oxigenul prin
sânge sunt formate din patru subunităţi egale, fiecare din ele
având o serie de erori ce conduc la deshidratare. Organismele
simple au moleculele globinei formate dintr-o singură subunitate de
acelaşi tip. Suprapunerea celor patru subunităţi maschează
defectele fiecăreia.

„Până acum se credea despre complexitatea celulară că
este un lucru bun, care evoluează şi pentru că are un beneficiu
adaptiv. Cu acest studiu arătăm despre complexitate că poate avea
şi alte cauze decât selecţia naturală. Astfel, s-a deschis o nouă
cale evoluţionară ce nu exista până astăzi„, a declarat
profesorul.

Ford Doolittle de la Universitatea Dalhousie este de acord că
acest mecanism, ce este separat de viziunea lui Darwin asupra
selecţiei naturale, constituie o ipoteză importantă.

„Darwiniştii se asemeană puţin cu pre-Darviniştii
dinaintea lor, care se minunau în faţa perfecţiunii creaţiilor lui
Dumnezeu. Noi tindem să ne minunăm în faţa perfecţiunii
organismelor lui Darwin, spunând «aceasta ar fi trebuit să treacă
de procesul selecţiei naturale, deci este o maşinărie sofisticată
şi atent calibrată. Dar acest model nu explică de ce există atâta
complexitate care nu are nici o utilitate„, a declarat
acesta.

În timp ce sugerează că studiul este „important şi interesant”,
el nu este de acord cu mecanismul care permite organismelor să se
refacă după defectele proteinelor.

„Dar amândoi suntem de acord cu ideea că această mare
complexitate nu are o explicaţie”, a declarat profesorul Doolittle.

Sursa: BBC
News