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A versão original dessa história apareceu na revista Quanta Magazine. Longe de serem operadores solitários, a maioria dos micróbios unicelulares está em complexas relações. No oceano, no solo e no seu intestino, eles podem batalhar, comer uns aos outros, trocar DNA, competir por nutrientes ou se alimentar dos subprodutos uns dos outros. Às vezes eles ficam ainda mais íntimos: uma célula pode se infiltrar em outra e se acomodar. Se as condições forem adequadas, ela pode permanecer e ser bem-vinda, dando início a uma relação que pode durar gerações— ou bilhões de anos. Esse fenômeno de uma célula vivendo dentro de outra, chamado de endossimbiose, impulsionou a evolução da vida complexa. Exemplos de endossimbiose estão por toda parte. Mitocôndrias, as fábricas de energia nas suas células, eram antigamente bactérias de vida livre. Plantas fotossintéticas devem seus açúcares ao cloroplasto, que também era originalmente um organismo independente. Muitos insetos obtêm nutrientes essenciais de bactérias que vivem dentro deles. E no ano passado pesquisadores descobriram o “nitroplasto”, um endossimbionte que ajuda algumas algas a processar nitrogênio. A vida depende muito de relações endossimbióticas, mas os cientistas têm lutado para entender como elas acontecem. Como uma célula internalizada escapa da digestão? Como ela aprende a se reproduzir dentro do seu hospedeiro? O que torna a fusão aleatória de dois organismos independentes em uma parceria estável e duradoura? Agora, pela primeira vez, pesquisadores observaram a coreografia inicial dessa dança microscópica induzindo endossimbiose em laboratório. Depois de injetar bactérias em um fungo— um processo que exigiu soluções criativas e uma bomba de bicicleta— os pesquisadores conseguiram estimular a cooperação sem matar as bactérias ou o hospedeiro. Suas observações oferecem um vislumbre das condições que tornam possível que a mesma coisa aconteça no mundo microbiano selvagem. As células até se ajustaram umas às outras mais rapidamente do que o esperado. “Para mim, isso significa que os organismos realmente querem viver juntos, e a simbiose é a norma,” disse Vasilis Kokkoris, um micologista que estuda a biologia celular da simbiose na Universidade VU em Amsterdã e que não esteve envolvido no novo estudo. “Então, isso é uma grande novidade para mim e para este mundo.” Tentativas iniciais que falharam revelam que a maioria dos casos de amor celular são malsucedidos. Mas ao compreender como, por que e quando os organismos aceitam endossimbiontes, os pesquisadores podem entender melhor momentos-chave na evolução, e potencialmente desenvolver células sintéticas projetadas com endossimbiontes superpotentes. A descoberta da parede celular. Julia Vorholt, uma microbiologista no Instituto Federal Suíço de Tecnologia de Zurique, Suíça, há muito tempo teoriza sobre as circunstâncias da endossimbiose. Os pesquisadores na área teorizaram que uma vez que uma bactéria se infiltra em uma célula hospedeira, a relação oscila entre infecção e harmonia. Se a bactéria se reproduzir muito rapidamente, ela corre o risco de esgotar os recursos do hospedeiro e desencadear uma resposta imunológica, resultando na morte do hóspede, do convidado ou de ambos. Se ela se reproduzir muito lentamente, não se estabelecerá na célula. Apenas em casos raros, pensavam, a bactéria atingiria uma taxa reprodutiva ideal. Então, para se tornar um verdadeiro endossimbionte, ela deve se infiltrar no ciclo reprodutivo do hospedeiro para pegar uma carona até a próxima geração. Por fim, o genoma do hospedeiro eventualmente deve sofrer mutações para acomodar a bactéria— permitindo que os dois evoluam como uma unidade. “Eles se tornam adictos um ao outro,” disse Vorholt.