Biologia
Desde 1988, 12 linhagens de E. coli evoluem em frascos; uma aprendeu a usar citrato após cerca de 31.500 gerações
Publicado em 06/10/2026 · Última alteração em 06/10/2026
Em 24 de fevereiro de 1988, Richard Lenski fundou 12 populações idênticas de Escherichia coli e passou a transferi-las todos os dias para frascos com meio fresco. Nenhuma tem contato com as outras. Cerca de 31.500 gerações depois, uma delas passou a crescer usando o citrato do meio, algo que a E. coli não faz com oxigênio. Como as populações foram congeladas ao longo do caminho, foi possível repetir a história e ver o que mudou.
O meio de cultura, chamado DM25, tem só 25 mg/L de glicose, que limita o crescimento, e também contém citrato. Todo dia, 1% de cada população é transferido para um frasco novo, o que dá cerca de 6,64 gerações por dia. A cada 500 gerações, uma amostra é congelada e guardada viva. Esse acervo funciona como um registro fóssil que pode ser revivido: os pesquisadores comparam ancestrais e descendentes na mesma disputa. Ao longo de décadas, as 12 linhagens ficaram mais aptas ao frasco, em boa parte por mutações parecidas, mas só uma, a Ara-3, desenvolveu o uso aeróbico de citrato. As outras 11 não o fizeram nem depois de mais de 40.000 gerações.
Congelar para poder repetir
Ao reviver clones congelados de diferentes épocas, a equipe repetiu a evolução da Ara-3. Clones de depois de cerca de 20.000 gerações geraram variantes Cit+ com mais frequência do que os ancestrais, nos quais nenhuma foi achada.
Um desenho simples
Doze populações partiram de um mesmo ancestral e vivem em condições iguais, com uma limitação: a glicose acaba rápido. Cada dia, 1% passa para um frasco novo, e cada população cresce cerca de 6,64 gerações. Como não há mistura entre elas, qualquer diferença no futuro vem de mutações ocorridas por acaso e da seleção sobre elas. Essa é a vantagem do desenho: o acaso e a seleção podem ser separados.
O caso do citrato
O meio sempre teve citrato, mas a E. coli não o usa com oxigênio, porque lhe falta um transportador ativo nessas condições. Entre as gerações 31.000 e 31.500, a população Ara-3 passou a usá-lo. As outras 11 não o fizeram nem depois de mais de 40.000 gerações. Quem avançou foi uma das linhagens, não todas, o que sugere um caminho raro.
Potenciação, atualização e refinamento
A análise genômica separou três etapas. Primeiro, mutações anteriores tornaram a inovação possível. Depois, uma duplicação em tandem colocou o gene citT sob um promotor expresso com oxigênio, dando um crescimento fraco em citrato. Por fim, o número de cópias subiu de 2 para 9 e fortaleceu o traço. O resultado não veio de um único salto, mas de uma sequência em que cada passo dependeu do anterior.
Evolução previsível e imprevisível
Em 264 genomas ao longo de 50.000 gerações, a maioria das mutações fixadas foi benéfica, e a fração de benéficas caiu à medida que a aptidão subiu. Esse lado é bastante repetível entre as linhagens. O citrato é o contraponto: um evento raro, que depende da história de cada população. O experimento não resolve qual lado pesa mais em geral, mas mostra os dois operando no mesmo frasco.
Como sabemos
Fatos centrais conferidos nos resumos e textos de três artigos revisados por pares (PNAS 2008, Nature 2012, Nature 2016).
- Fato estabelecido: O experimento começou em 24 de fevereiro de 1988 com 12 populações idênticas de E. coli. [1]
- Fato estabelecido: O meio DM25 tem 25 mg/L de glicose como recurso limitante e contém citrato. [1]
- Fato estabelecido: A transferência diária de 1:100 gera cerca de 6,64 gerações por dia. [1]
- Fato estabelecido: Amostras são congeladas a cada 500 gerações. [1]
- Fato estabelecido: Uma população (Ara-3) evoluiu o uso aeróbico de citrato entre as gerações 31.000 e 31.500. [1]
- Fato estabelecido: As outras 11 populações permaneceram Cit- após mais de 40.000 gerações. [1]
- Evidência forte: Uma mutação potenciadora surgiu até cerca de 20.000 gerações e aumentou a chance de evoluir o uso de citrato. [1]
Inferida de experimentos de repetição (replay) com clones congelados. - Fato estabelecido: Nos experimentos de repetição, nenhuma variante Cit+ apareceu em 8,4 x 10^12 células ancestrais testadas. [1]
- Fato estabelecido: O mecanismo foi uma duplicação em tandem que colocou o gene do transportador de citrato citT sob um promotor expresso na presença de oxigênio. [2]
- Fato estabelecido: Três clados coexistiram por mais de 10.000 gerações antes de a inovação surgir. [2]
- Fato estabelecido: O número de cópias da duplicação aumentou de 2 para 9 na etapa de refinamento. [2]
- Fato estabelecido: Um estudo de 264 genomas das 12 populações ao longo de 50.000 gerações concluiu que a maioria das mutações fixadas foi benéfica. [3]
Fontes
- PNAS / Michigan State University — Historical contingency and the evolution of a key innovation in an experimental population of Escherichia coli
consultada em 06/10/2026 - Nature / Michigan State University — Genomic analysis of a key innovation in an experimental Escherichia coli population
consultada em 06/10/2026 - Nature — Tempo and mode of genome evolution in a 50,000-generation experiment
consultada em 06/10/2026
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