Uma pesquisa da Universidade de Michigan está colocando em xeque uma das ideias mais influentes da biologia evolutiva das últimas décadas. O estudo sugere que mutações benéficas podem ser muito mais comuns do que os cientistas acreditavam, mas que mudanças constantes no ambiente impedem que elas se tornem permanentes nas populações.

O trabalho foi publicado na revista científica Science e liderado pelo biólogo evolutivo Jianzhi Zhang.

Uma teoria que dominou a biologia por mais de meio século

Desde a década de 1960, a chamada Teoria Neutra da Evolução Molecular tem sido uma das principais explicações para a forma como os genes mudam ao longo do tempo. Segundo essa visão, a maioria das alterações genéticas que acabam se espalhando por uma população não oferece vantagens nem desvantagens significativas. Elas simplesmente persistem por acaso.

A lógica era simples: mutações prejudiciais costumam ser eliminadas pela seleção natural, enquanto mutações realmente vantajosas seriam extremamente raras. Como resultado, a maior parte das mudanças observadas nos genomas seria neutra. Mas a nova pesquisa indica que essa explicação pode estar incompleta.

Mutações vantajosas podem ser mais comuns

Para investigar a questão, os pesquisadores analisaram grandes conjuntos de dados de leveduras e bactérias E. coli, avaliando milhares de mutações diferentes e seus efeitos sobre a sobrevivência e o crescimento dos organismos. Os resultados surpreenderam a equipe. Mais de 1% das mutações que alteravam proteínas apresentaram efeitos benéficos.

Embora o número pareça pequeno, ele é considerado enorme para os padrões da teoria evolutiva tradicional. Segundo os cálculos dos cientistas, se todas essas mutações vantajosas conseguissem se espalhar completamente pelas populações, praticamente toda a evolução molecular seria guiada pela adaptação. O problema é que isso não acontece.

O ambiente muda antes que a evolução termine o trabalho

A explicação proposta pelos pesquisadores envolve algo inevitável: o mundo está em constante transformação. Uma mutação que aumenta as chances de sobrevivência em determinado momento pode se tornar inútil ou até prejudicial quando as condições ambientais mudam. Antes que ela consiga dominar uma população inteira, sua vantagem desaparece.

"Estamos dizendo que o resultado foi neutro, mas o processo não foi neutro", afirmou Jianzhi Zhang. "Nosso modelo sugere que as populações naturais não estão realmente adaptadas aos seus ambientes porque os ambientes mudam muito rapidamente, e as populações estão sempre perseguindo essas mudanças."

Os pesquisadores chamam essa dinâmica de "rastreamento adaptativo com pleiotropia antagônica", um mecanismo em que uma mesma mutação pode trazer benefícios em uma situação e prejuízos em outra.

Para testar a hipótese, a equipe realizou um experimento com dois grupos de leveduras durante 800 gerações.

O primeiro grupo viveu em condições estáveis. O segundo foi exposto a dez ambientes diferentes ao longo do experimento. A cada 80 gerações, os cientistas alteravam completamente as condições de crescimento. O resultado foi claro: no ambiente variável, muito menos mutações benéficas conseguiram se estabelecer.

Segundo Zhang, isso acontece porque a vantagem desaparece antes que a mutação se torne dominante. "Enquanto observamos muitas mutações benéficas em determinado ambiente, elas não têm chance de se fixar porque, quando sua frequência começa a aumentar, o ambiente muda. Essas mutações benéficas no ambiente antigo podem se tornar prejudiciais no novo ambiente", explicou o pesquisador.

O que isso significa para os seres humanos?

Os autores acreditam que a descoberta pode ajudar a explicar por que nenhuma espécie parece perfeitamente adaptada ao ambiente em que vive.

Para Zhang, isso também vale para os humanos. Nossos genes foram moldados por condições muito diferentes das atuais, o que pode gerar incompatibilidades entre características que foram vantajosas no passado e o mundo moderno.

"Nosso ambiente mudou muito, e nossos genes podem não ser os melhores para o ambiente atual porque passamos por muitos ambientes diferentes ao longo da história", afirmou o cientista.