Simbiose
English: Symbiosis

Disambig grey.svg Nota: Se procura por a raça fictícia do Universo Marvel, veja Simbionte (Homem-Aranha).
Caranguejo Lybia leptochelis com as anêmonas Alicia sp. nas pinças.

A simbiose pode ser definida como uma associação a longo prazo entre dois organismos de espécies diferentes [1][2][3] seja essa relação benéfica para ambos os indivíduos envolvidos ou não.

No meio científico ainda não há um consenso sobre a definição correta do termo simbiose. Há várias definições vigentes e há um amplo debate sobre as vantagens e limites de cada definição.  Segundo Pradeu (2011) [4] o termo simbiose pode ser definido como qualquer interação a longo prazo entre indivíduos de diferentes espécies, sendo essa associação evolutivamente benéfica para o hospedeiro e neutra ou benéfica para o simbionte. Para outros autores,[1][2][5] a simbiose pode ser definida de maneira mais ampla, sendo então uma associação a longo prazo entre dois organismos de diferentes espécies, sendo essa a acepção mais aceita atualmente. Essa última definição difere da primeira de maneira crucial ao desconsiderar os efeitos sobre o fitness dos envolvidos nessa associação, o que pode ser uma vantagem dada a dificuldade em determinar se certas interações mais voláteis, isto é, que transitam de um estado para outro, podendo estas serem benéficas, neutras ou prejudiciais para um dos envolvidos.

Todos os animais e plantas conhecidos estabelecem algum tipo de relação simbiótica,[6][7] geralmente as interações mais comuns são associações simbióticas com microrganismos, apesar destas não serem tão percebidas quanto os outros tipos de associações.Alguns casos clássicos que ajudam a compreender o conceito de simbiose são:

  • Certos Cnidários alojam algas nos seus tentáculos. Estes animais distribuem-se próximos à superfície da água para que as algas possam usar a luz para efetuar a fotossíntese. Ao realizarem o processo, as algas produzem certos compostos orgânicos essenciais ao organismo hospedeiro. Protozoários e Moluscos também fazem simbiose com as algas.
  • Orquídeas e muitas outras espécies de hábito epifítico habitam locais ricos em matéria orgânica, mas pobres em sais minerais. No entanto, as suas raízes (freqüentemente apresentando um tecido esponjoso, o velame) abrigam fungos do tipo Micorriza, que atacam a matéria orgânica do substrato e a decompõe na forma de sais minerais, que podem assim ser assimilados pelos vegetais. Em contrapartida, as plantas realizam a fotossíntese e sintetizam moléculas orgânicas, como carboidratos e aminoácidos, essenciais à sobrevivência dos fungos.
  • As mitocôndrias vivem no interior das células eucarióticas, produzindo energia na forma de ATP, numa estreita relação simbiótica. Essa relação é tão forte que a célula e a mitocôndria não conseguem viver separados. Acredita-se que as mitocôndrias eram organismos que viviam isolados no exterior das células, e que foram incorporadas por algumas células, criando uma forte relação entre os dois organismos: a célula fornece alimento e um ambiente seguro para o desenvolvimento e reprodução da mitocôndria, e esta se responsabiliza pelo fornecimento de energia da célula. Uma prova disso seria o facto de a mitocôndria ter material genético próprio (o DNA mitocondrial).
  • Fungos e algas, numa relação mútua de proteção-alimento, caracterizando os líquens.

A teoria do Hologenoma

A teoria do Hologenoma é uma teoria recente, que tem como ponto principal a interação entre um organismo (geralmente uma planta ou animal) e sua microbiota. Segundo essa teoria o holobionte, isto é, o hospedeiro e a microbiota associada, somado com o hologenoma (toda a informação genética do genoma hospedeiro e de sua microbiota) atuam como uma unidade de seleção evolutiva.[6][8] Pesquisas recentes [9] demonstraram a grande influência dos microrganismos associados a determinado organismo sobre o fitness deste animal ou planta.

É sabido que a variabilidade é a matéria prima da evolução. A teoria do hologenoma muda o foco dessa variabilidade, é possível estabelecer que a variação genética pode surgir do tanto da variabilidade do genoma do hospedeiro quanto do genoma de seus microrganismos associados, os simbiontes. Os mecanismos pelos quais a variabilidade pode ser gerada no genoma do hospedeiro já são bem conhecidos, sendo os principais a reprodução sexuada, mutações, recombinação genética e rearranjos epigenéticos, sendo os mesmos válidos para os simbiontes do organismo. Segundo Rosenberg e Zilber-Rosenberg (2011) [10] além desses mecanismos há outros 3 outros processos considerados exclusivos sobre a ótica da teoria do hologenoma.

  1. Amplificação microbiana: A amplificação microbiana consiste basicamente na mudança das proporções de microrganismos associados ao hospedeiro, geralmente em resposta a uma mudança do ambiente. Considerando o holobionte como uma entidade dinâmica, é razoável afirmar que certas populações de microrganismos aumentam enquanto outras populações diminuem, portanto, um aumento no número de simbiontes equivale a uma amplificação do genoma desse microrganismo.
  2. Aquisição de novos simbiontes: A diversidade de microrganismos no planeta é gigantesca, logo animais e plantas estão em contato com uma assombrosa quantidade microrganismos durante seu ciclo de vida. Dado esse fato, é completamente plausível considerar que eventualmente algum microrganismo encontre um nicho nessa planta ou animal de modo que se estabeleça completamente no novo hospedeiro, adicionando genes completamente novos ao holobionte.
  3.  Transferência horizontal de genes: A transferência de horizontal de genes é muito comum, principalmente se tratando de microrganismos como bactérias. Esse mecanismo de troca gênica pode ocorrer entre a microbiota residente e microrganismos que não têm uma associação estável com o holobionte. O resultado dessa interação pode a transferência de genes que conferem novas características a microbiota residente.

Todos esses três mecanismos dependem diretamente da interação do holobionte com o ambiente em que está inserido. Segundo essa nova teoria evolutiva, estes processos foram e são de extrema importância para os processos adaptação, evolução e desenvolvimento de animais, plantas e os próprios microrganismos.

É imperativo afirmar que a teoria ainda se encontra em construção. Há diversos estudos que demonstram essa teoria, porém há tantos outros que criticam as conclusões tiradas dessas pesquisas. Muitos autores como Leggat et al. (2007) [11] e Ainsworth (2008),[12] dentre outros [13][14] são céticos e questionam alguns aspectos da teoria do hologenoma, principalmente no que tange os fenômenos evolutivos envolvidos ou até mesmo a verdadeira relação entre as espécies em simbiose.