Cientistas descobrem lei universal que limita o crescimento da vida

Os seres vivos necessitam de nutrientes para crescer. No entanto, chega um momento em que mesmo com abundância de alimento, o crescimento desacelera. Esse fenômeno é conhecido como “lei dos rendimentos decrescentes”.

Pesquisadores do Instituto de Ciências de Tóquio, no Japão, descobriram uma lei universal para explicar por que isso ocorre. O trabalho, publicado nos Anais da Academia Nacional de Ciências em 3 de outubro, pode impulsionar a produtividade agrícola e a eficiência da biofabricação.

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Lei dos rendimentos decrescentes

Apesar de saber que os fatores nutricionais afetam a evolução dos seres, as pesquisas anteriores focavam no estudo dos nutrientes individualmente ou nas vias bioquímicas específicas. Saber como todos os processos atuam em conjunto dentro da célula para controlar o crescimento era um mistério.

Para resolver a questão, os cientistas japoneses propuseram um modelo de como vários fatores influenciam as células vivas no gerenciamento da expansão dos seres, e não apenas um elemento individual, como nas teorias anteriores.

Desde 1940, os microbiologistas têm como base a equação de Monod. A teoria mostra que as taxas de crescimento aumentam com a adição de nutrientes até se estabilizarem. No entanto, o modelo foca em apenas um único nutriente como limitante, enquanto na célula há vários processos ocorrendo ao mesmo tempo, promovendo uma disputa por recursos.

De acordo com o novo estudo, o crescimento é limitado por vários fatores que se revezam conforme as condições mudam. Por exemplo, se a limitação de falta de nitrogênio é “resolvida”, outra fraqueza aparece para assumir o controle. Ou seja, sempre há algo novo limitando a expansão do ser quando ele se desenvolve por completo, mesmo quando há abundância de nutrientes.

Em testes, foram utilizados modelos computacionais para simular a atuação das células, provando que a teoria acontecia na prática. “O formato das curvas de crescimento surge diretamente da física da alocação de recursos dentro das células, em vez de depender de qualquer reação bioquímica específica”, explica Tetsuhiro Hatakeyama, um dos autores do artigo, em comunicado.

Com a descoberta, a comunidade científica tem uma nova maneira de compreender como acontece o crescimento da vida de forma mais certeira.

“Nosso trabalho estabelece as bases para leis universais de crescimento. Ao entendermos os limites que se aplicam a todos os sistemas vivos, podemos prever melhor como as células, os ecossistemas e até mesmo biosferas inteiras respondem às mudanças ambientais”, exalta o autor principal do estudo, Jumpei Yamagishi.

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