Biologia

Como sabemos que as mitocôndrias descendem de bactérias: a endossimbiose de Lynn Margulis

Publicado em 04/10/2026 · Última alteração em 05/10/2026

As mitocôndrias, organelas que produzem ATP por respiração aeróbica em quase todas as células com núcleo, descendem de bactérias que passaram a viver dentro de outra célula. A ideia foi desenvolvida nos anos 1960 pela bióloga Lynn Margulis, cujo artigo de 1967 encontrou resistência inicial. Hoje é amplamente aceita: as mitocôndrias têm genoma e ribossomos próprios, de tipo bacteriano, e seus genes apontam para uma origem entre as alfa-proteobactérias.

Margulis, que na época assinava Lynn Sagan, propôs que mitocôndrias e plastídios foram bactérias de vida livre, que entraram numa célula hospedeira e, aos poucos, perderam a autonomia, mantendo só uma fração do DNA. A descoberta de DNA nos cloroplastos de Chlamydomonas, em 1962, foi um apoio importante. O manuscrito de 1967 foi recusado por vários periódicos antes de sair no Journal of Theoretical Biology. A parte da teoria sobre a origem dos flagelos não foi confirmada, mas o essencial foi validado pelo sequenciamento de genomas de mitocôndrias e cloroplastos. Hoje se discute em que ordem as coisas aconteceram: se a mitocôndria chegou antes ou depois do núcleo, e que arqueia foi o hospedeiro.

O hospedeiro cultivado em laboratório

Em 2020, depois de uma década de cultivo, pesquisadores isolaram uma arqueia do grupo Asgard, tirada de sedimento marinho profundo. É minúscula, de crescimento extremamente lento e tem projeções longas e ramificadas. Os autores usaram o achado para propor um modelo, ainda hipotético, de como a célula com núcleo surgiu.

A ideia e a resistência

Margulis partiu de ideias antigas e pouco notadas e, com formação em microbiologia, propôs que mitocôndrias e plastídios foram bactérias de vida livre que entraram numa célula proto-eucariótica. A detecção de DNA em cloroplastos, em 1962, deu apoio crítico. Seu manuscrito, 'On the Origin of Mitosing Cells', foi recusado por vários periódicos antes de sair em 1967 no Journal of Theoretical Biology. A sua parte sobre flagelos não se confirmou; o essencial, sim.

Pistas dentro da própria mitocôndria

A mitocôndria carrega genoma circular, ribossomos e RNAs transportadores de tipo procariótico e variações no código genético. Tem duas membranas, uma de natureza bacteriana e outra eucariótica, e se divide por um processo semelhante à fissão binária. Só se forma a partir de outra mitocôndria, nunca do zero. Todas essas características, somadas, são o que se esperaria de uma bactéria engolida que passou a viver dentro do hospedeiro.

O que dizem os genes

A comparação de sequências mostra que a mitocôndria tem origem bacteriana inquestionável, dentro das alfa-proteobactérias. Muitos genes que fazem a respiração celular foram transferidos ao núcleo: em alguns eucariontes estão na mitocôndria, em outros no núcleo, e sempre com assinatura alfa-proteobacteriana. A organela, porém, é um mosaico: a maior parte de seu proteoma tem origem evolutiva fora desse grupo.

O que ainda não se sabe

Os dados atuais sugerem que o hospedeiro foi uma arqueia do grupo Asgard. Em 2020, uma delas foi isolada em cultivo, depois de uma década de trabalho, e inspirou um modelo hipotético de como a relação se formou. Também não está resolvido se a mitocôndria chegou antes ou depois do núcleo: análises de genes duplicados no último ancestral comum dos eucariontes favorecem a opção precoce.

Como sabemos

A origem bacteriana das mitocôndrias é consenso apoiado por várias linhas de evidência; quando e com qual hospedeiro a fusão ocorreu ainda é discutido, e o post o diz.

Em debate: Quando a mitocôndria foi adquirida: a hipótese clássica supõe que um hospedeiro já com núcleo englobou a bactéria; análises recentes de duplicações de genes no último ancestral comum dos eucariontes favorecem uma aquisição precoce, junto da origem da complexidade eucariótica.

Em debate: Quem foi o hospedeiro: arqueias do grupo Asgard são hoje a melhor candidata, mas a identidade e a natureza do ancestral arqueano seguem em debate.

Em debate: Mesmo a origem bacteriana sendo aceita, a organela é um mosaico: a maioria das proteínas mitocondriais não vem de alfa-proteobactérias, e a identificação do parente mais próximo dentro desse grupo continua em discussão.

• Fato estabelecido: As mitocôndrias produzem ATP por respiração aeróbica, com oxigênio como aceptor final de elétrons, e estão presentes, ou em forma derivada reduzida, em praticamente todas as células eucarióticas. [1]
• Estimativa: Os eucariontes teriam surgido entre 1,8 e 2,7 bilhões de anos atrás, a partir de ancestrais arqueanos, por simbioses com parceiros bacterianos. [3]
  Faixa ampla de uma síntese recente; a data da origem dos eucariontes é incerta.
• Fato estabelecido: As mitocôndrias têm genoma próprio, com cromossomo circular, e ribossomos e RNAs transportadores semelhantes aos de procariontes; muitas exibem pequenas diferenças no código genético universal. [1]
• Evidência forte: As mitocôndrias são envoltas por duas membranas: a interna é de natureza bacteriana e a externa, eucariótica, como se esperaria de um organismo englobado por outro. [1]
• Fato estabelecido: As mitocôndrias se dividem por um processo semelhante à fissão binária de procariontes e surgem apenas de mitocôndrias preexistentes. [1]
• Interpretação: Muitos genes de proteínas respiratórias estão hoje no núcleo e têm origem alfa-proteobacteriana, o que se interpreta como transferência de genes do endossimbionte para o genoma do hospedeiro. [1]
  A transferência é inferida da comparação de sequências, não observada diretamente.
• Consenso científico: A mitocôndria tem origem bacteriana inquestionável, a partir do grupo das alfa-proteobactérias, e a hipótese endossimbiótica ganhou o estatuto de teoria. [2]
• Evidência forte: A organela é um mosaico genético e funcional: a maior parte do proteoma mitocondrial tem origem evolutiva fora das alfa-proteobactérias. [2]
• Fato estabelecido: Margulis publicou o manuscrito 'On the Origin of Mitosing Cells' em 1967, sob o sobrenome Sagan, no Journal of Theoretical Biology, depois de ele ser recusado por vários periódicos. [3]
• Fato estabelecido: A detecção de DNA em cloroplastos de Chlamydomonas, por Ris e Plaut em 1962, foi um apoio crítico à ideia de Margulis. [3]
• Fato estabelecido: A proposta de Margulis de que os corpos basais dos flagelos também vieram de procariontes de vida livre não foi sustentada por evidência experimental. [3]
• Teoria científica: Os dados atuais sugerem que os eucariontes surgiram de uma linhagem de arqueias conhecida como Asgard. [4]
  Os autores dizem que a origem dos eucariontes segue incerta; a identidade exata do hospedeiro arqueano é debatida.
• Fato estabelecido: Prometheoarchaeum syntrophicum, isolada de sedimento marinho profundo, é uma arqueia Asgard de cerca de 550 nm de diâmetro, de crescimento muito lento, sem organelas visíveis e com projeções longas e ramificadas. [4]
• Hipótese: O modelo 'entangle-engulf-endogenize' (E3) proposto a partir dessa arqueia é hipotético. [4]
  Os próprios autores o chamam de modelo hipotético, baseado em cultivo, genômica e leitura da literatura.
• Em debate: Se a mitocôndria chegou antes ou depois de o hospedeiro ter núcleo é debatido; análises de duplicações gênicas favorecem uma origem precoce da mitocôndria. [2] [5]
  A visão clássica pressupunha hospedeiro com núcleo; estudos recentes de genes duplicados no último ancestral comum dos eucariontes favorecem mitocôndria precoce.

Fontes

1. OpenStax, Rice University — Biology 2e, 23.1 The Origin of Eukaryotes (e 4.3 Eukaryotic Cells)
   consultada em 04/10/2026
2. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology — Mitochondrial evolution
   consultada em 04/10/2026
3. Frontiers in Plant Science (Universidade de Turim) — Symbiosis is woman: the pioneering role of women scientists
   consultada em 04/10/2026
4. Nature — Isolation of an archaeon at the prokaryote-eukaryote interface
   consultada em 04/10/2026
5. Genome Biology and Evolution — Gene Duplications Trace Mitochondria to the Onset of Eukaryote Complexity
   consultada em 04/10/2026

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