A falta de oxigênio não é empecilho para a vida

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As fontes termais do Parque Nacional de Yellowstone podem ser ambientes extremos, mas elas abrigam uma diversidade de microrganismos que poderiam lançar uma luz sobre a compreensão quanto à evolução da vida na Terra e, talvez, sobre o que se esconde em planetas distantes.

Enquanto organismos fotossintetizantes são incapazes de tolerar as altas temperaturas das fontes termais, microrganismos quimiossintetizantes – que dependem somente de elementos químicos como fonte de energia, ao invés da luz do sol – se dão bem lá. Acredita-se que muitos destes micróbios peculiares sejam os parentes modernos mais próximos das primeiras formas de vida do nosso planeta.

“Microrganismos quimiossintetizantes fornecem modelos úteis para o entendimento sobre como a vida conseguiria persistir em sistemas extraterrestres, como o ambiente subaquático de Europa, a lua de Júpiter, por exemplo, onde a energia luminosa não está disponível, mas fontes abundantes de energia química podem estar,” disse Daniel Colman, um geomicrobiólogo da Universidade Estadual de Montana, em Bozeman.

Em 2014, Colman e seus colegas coletaram amostras de comunidades microbiais quimiossintetizantes de 15 fontes termais no Parque Nacional de Yellowstone. Fontes termais são ambientes complexos, onde a disponibilidade de nutrientes varia amplamente, mesmo em uma única fonte termal. Colman analisou como estas variações podem moldar os tipos de comunidades quimiossintetizantes que podem existir em um devido lugar.

Colman e sua equipe detalharam o que acharam no artigo “Diferenciação ecológica em populações microbiais quimiotróficas associadas a plânctons e sedimentos em fontes termais de Yellowstone” no jornal FEMS Microbiology Ecology.

Os pesquisadores observaram microrganismos planctônicos, ou seja, de livre natação, e outros que viviam em sedimentos, e então examinaram a química da água e a mineralogia dos sedimentos.

Eles focaram em substâncias conhecidas como oxidantes, que ajudam organismos a capturar energia retirando elétrons de nutrientes. Enquanto humanos e muitos outros organismos contam com o oxigênio para agir como o seu oxidante primário, micróbios quimiossintetizantes contam com outros oxidantes que fornecem menos energia, como algumas formas de ferro e enxofre que são oxidados (materiais se tornam oxidados quando perdem elétrons).

Os cientistas descobriram que comunidades planctônicas em Yellowstone eram dominadas por bactérias microaerófilas, que precisam de oxigênio para sobreviver, mas em concentrações mais baixas do que as presentes na atmosfera terrestre. Em contraste, comunidades sedimentares eram dominadas por micróbios quimiossintetizantes que dependem de substâncias inorgânicas como enxofre elementar ou ferro oxidado como os seus oxidantes.

Estas descobertas dão um embasamento quanto à como e por que os micróbios em sedimentos de fontes termais são diferentes daqueles que ficam nas águas. Micróbios vivendo em água que foram expostos ao ar podem usar oxigênio como seu oxidante, enquanto micróbios de sedimentos que provavelmente são pobres em oxigênio precisam se contentar com outros tipos de oxidantes. Os pesquisadores imaginam que a vida primitiva na Terra estava limitada pela disponibilidade de oxidantes e tinham que, similarmente, se contentar com os que tinham em sua volta. O mesmo pode se aplicar à vida em outros lugares do universo.

“Compreendendo as distribuições de microrganismos dos dias atuais, que se relacionam a fatores ambientais, pode fornecer uma ideia sobre como a vida evoluiu em resposta a ambientes em mudança durante a história da Terra e a história da evolução da vida,” constatou Colman.

Colman está especialmente interessado nas comunidades microbiais subaquáticas de Yellowstone, já que elas podem, de algumas maneiras, se assemelhar às configurações extraterrestres em lugares como a lua Europa. Não se sabe nada sobre a natureza, ou até mesmo da existência de uma biosfera subaquática rasa e de altas temperaturas no Parque Nacional Yellowstone, já que é proibido qualquer tipo de perfuração em parques nacionais.

A Nasa está interessada nesta pesquisa porque desenvolver um entendimento sobre a vida nas fontes termais de Yellowstone tem o potencial de nos ajudar a entender como a vida pode prosperar em ambientes extraterrestres que são similares em suas temperaturas e pressões altas e poucos nutrientes, segundo Colman. “Estes ambientes são pouco estudados em pesquisas astro biológicas, mas possuem conteúdos tremendamente promissores, como análogos acessíveis para ambientes extraterrestres habitáveis que podem estar presentes em Marte ou nas luas Encélado ou Europa,” Colman afirmou.

Por exemplo, assim como os sedimentos das fontes termais de Yellowstone têm pouco oxigênio, “nós imaginamos que a vida em ambientes subaquáticos de outros corpos planetários provavelmente seja impregnada por uma falta crônica de oxidantes, como oxigênio, e precisaria se contentar com oxidantes que fornecem menos energia,” disse Colman.

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