Estudo revela regras de competição entre microrganismos em diferentes ambientes

Pesquisadores da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) conseguiram comprovar, através de um estudo inovador, como a competição entre microrganismos é moldada pela disponibilidade de recursos e pela história evolutiva das espécies. O trabalho, publicado no periódico Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), analisa mais de 14 mil genomas de microrganismos, revelando padrões que corroboram teorias ecológicas desde a época de Charles Darwin.

Liderados pelo professor Hugo Sarmento, os cientistas desenvolveram uma ferramenta computacional chamada CaCo, que significa Carbon Competition. Essa ferramenta permitiu a comparação de quatro microbiomas distintos, desde o mais rico em nutrientes, como a microbiota intestinal, até o mais pobre, representado pelo oceano. O foco da pesquisa estava na metabolização de fontes de carbono, essenciais para a obtenção de energia pelos microrganismos.

Os resultados demonstraram que ambientes com abundância de recursos favorecem organismos generalistas, que conseguem consumir uma variedade ampla de nutrientes. Em contrapartida, em ambientes com escassez de nutrientes, surgem organismos especialistas, que se adaptam a dietas muito específicas, evitando a competição intensa entre si. Por exemplo, se duas espécies metabolizam as mesmas moléculas, como frutose, sacarose e glicose, a competição entre elas é alta. Já se uma espécie metaboliza apenas frutose e a outra apenas sacarose e glicose, não há competição.

Outro aspecto interessante encontrado no estudo é que a competição microbiana segue regras previsíveis, influenciadas por dois fatores: a disponibilidade de recursos e a história evolutiva. Organismos que estão mais próximos evolutivamente tendem a ter uma maior sobreposição nas necessidades, aumentando a competição entre eles. Os autores ressaltam que as previsões obtidas por meio da ferramenta CaCo foram não apenas teóricas, mas também confirmadas em experimentos práticos, demonstrando a robustez dos resultados.

Com a publicação desse estudo, a ferramenta CaCo foi disponibilizada para outros pesquisadores interessados em investigar a dinâmica de microbiomas. A pesquisa abre novas perspectivas para a compreensão das comunidades microbianas e como elas podem se adaptar a mudanças ambientais, reforçando a relevância de compreender a ecologia microbiana em um mundo em constante transformação.

O primeiro autor do artigo é Célio Dias Santos-Júnior, que realizou seu pós-doutorado na UFSCar e atualmente é professor na Universidade Agrícola de Huazhong, na China. O estudo também contou com a participação de colegas da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) e de instituições na Colômbia e Argentina.