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Somos “mais evoluídos” do que as bactérias atuais?

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O ancestral comum dos humanos e das bactérias modernas foi provavelmente uma bactéria pré-histórica. Isso significa que os humanos são "mais evoluídos" do que as bactérias de hoje?


Esta é uma pergunta padrão. Todo o problema se resume ao que você entende por "mais evoluído"? Abaixo estou respondendo à pergunta considerando uma série de definições possíveis. Se você tiver outras definições ("claramente definidas") em mente, informe-nos.

São [os humanos] "mais evoluídos" do que as bactérias atuais?

Se "mais evoluído" == "mais tempo de evolução"

Então, tanto as bactérias quanto os humanos são exatamente tão evoluídos!

Como toda a vida na Terra compartilha um ancestral comum, todas as criaturas vivas atualmente evoluíram exatamente pela mesma quantidade de tempo (cerca de 3,8 bilhões de anos).

Se "mais evoluído" == "mais gerações"

Então, as bactérias são mais evoluídas.

As bactérias normalmente têm um tempo de geração muito mais curto do que os humanos, portanto, com essa métrica, as bactérias estariam mais evoluídas.

Se "mais evoluído" == "mais mutações fixas desde o MRCA"

Então, é um pouco mais complicado e pode depender de qual linhagem de bactéria você está considerando.

Se a taxa de mutação em todo o genoma for $ mu $ e o tamanho da população haplóide é $ N $, então existem $ N mu $ novas mutações a cada geração. Dado que cada uma dessas mutações tem uma probabilidade de fixação (fixação = atingir a frequência de 1 na população) é $ frac {1} {N} $, a taxa na qual as mutações se fixam é $ mu N frac {1} {N} = mu $ em cada geração. Se uma espécie tem $ g $ gerações por ano, depois $ t $ anos, $ mu g t $ mutações teriam se acumulado.

O genoma das bactérias é normalmente muito menor do que o dos humanos, mas sua taxa de mutação por nucleotídeo é muito maior. No geral, a taxa de mutação em todo o genoma é bastante maior em humanos, mas pode muito bem diferir de espécie para espécie. No entanto, novamente, as bactérias tiveram mais gerações por ano do que os humanos e, portanto, as espécies de bactérias provavelmente fixaram mais mutações do que os humanos. Portanto, a partir dessa métrica, as bactérias são bastante mais evoluídas do que os humanos.

Se "mais evoluído" == "capaz de resistir a uma aceleração maior"

Então, as bactérias são mais evoluídas, embora isso possa acontecer entre as linhagens de bactérias

Algumas bactérias foram cultivadas com menos de 400.000 g (National Geographic), enquanto um ser humano típico pode tolerar apenas cerca de 5 ge por um curto período de tempo!

Se "mais evoluído == mais impacto no meio ambiente"

O termo impacto é um pouco difícil de definir, mas acho que é interessante destacar que, mesmo aqui, as bactérias provavelmente venceriam porque as cianobactérias causaram o grande evento de oxigenação que é provavelmente a maior mudança ambiental em todo o planeta causada por organismos biológicos.

(obrigado @Thawn por esta definição que ele deu nos comentários)

Se "mais evoluído" == "tendo mais pulmões"

Então, os humanos são mais evoluídos.

As bactérias não têm pulmões, os humanos têm dois.

Se "mais evoluído" == "genomas maiores"

Então, os humanos são mais evoluídos. Observe também que o milho seria mais evoluído do que os humanos com essa métrica!

Se "mais evoluído" == "fração superior do genoma que codifica para proteínas"

Então, as bactérias são mais evoluídas.

Se "mais evoluído" == "mais sequências de codificação de proteína"

Então, os humanos são mais evoluídos.

Se "mais evoluído" == "mais fenotipicamente diferente do MRCA"

Você teria que listar fenótipos específicos de interesse. Portanto, aqui o termo "mais evoluído" ainda permaneceu um pouco indefinido.

Além disso, não temos muitas informações sobre o MRCA dessas duas linhagens altamente distantes. A pergunta poderia ser respondida mais facilmente para linhagens mais estreitamente relacionadas. Por exemplo, em mamíferos, se você considerar as seguintes características e sempre perguntar qual espécie é (provavelmente) mais diferente do MRCA de todos os mamíferos

  • massa corporal -> baleia azul
  • massa cerebral -> cachalote (sim, cachalotes têm um cérebro muito grande)
  • formato dos lábios -> ornitorrinco (eles têm um bico)
  • tempo gasto para digitarOlá nMundoem um teclado de computador -> humanos

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Embora eu acredite que todas as definições fornecidas por Remi.b sejam muito valiosas e tenham mérito, gostaria de adicionar uma definição que acho que está mais próxima do que é comumente entendido pelo termo "mais evoluído":

"mais evoluído" == "mais complexo geneticamente" (Editar: definição mais específica, conforme sugerido por Bryan e Remi)

Para ser mais preciso, defino "mais complexo geneticamente" como:

  • mais genes codificadores de proteínas diferentes (diferente sendo importante aqui porque algumas plantas têm genomas extremamente grandes devido à poliploidia. Mas isso não está adicionando complexidade porque poliploidia significa que elas têm muitas cópias dos mesmos genes)
  • mais variantes de genes expressos
  • mais modificações pós-tradução
  • mais mecanismos de controle genético

Segundo esta definição, os humanos são claramente mais evoluídos do que as bactérias:

  • Os humanos têm cerca de 20.000 genes codificadores de proteínas, enquanto as bactérias têm algo entre 1.500 e 7.500
  • Os humanos têm splicing de RNA, permitindo a expressão de várias variantes de proteínas diferentes do mesmo gene. As bactérias não têm splicing de RNA.
  • Os humanos usam uma grande variedade de modificações pós-tradução de proteínas para ajustar a atividade da proteína e para cascatas de sinalização. Este ponto não é tão claro quanto os pontos acima porque todo o domínio biológico da bactéria desenvolveu muitas modificações pós-tradução, e o número exato de modificações usadas em todo o domínio bacteriano é muito menos bem compreendido do que as modificações pós-tradução em humanos . No entanto, é seguro dizer que cada espécie individual de bactéria usa muito menos modificações pós-tradução do que a espécie humana (e comparar uma única espécie a um domínio inteiro seria bastante injusto).
  • Os humanos usam uma ampla variedade de mecanismos de controle genético interligados muito complexos, que vão desde o controle de expressão por sinalização celular por meio de controle de expressão e silenciamento de genes durante o desenvolvimento embrionário até a epigenética hereditária (Lamarck não estava errado, afinal). Como as modificações pós-traducionais, este é um campo de pesquisa muito ativo e cada vez mais mecanismos de controle de expressão estão sendo descobertos tanto para bactérias quanto para humanos o tempo todo. Mas, novamente, não há argumento de que os humanos tenham uma variedade mais ampla de mecanismos de controle genético do que qualquer espécie bacteriana individual.