Uma expedição científica em 2016 revelou um habitat subterrâneo em que micróbios foram encontrados vivendo a temperaturas próximas a 250 graus Fahrenheit. Agora, um estudo de acompanhamento revela como esta notável comunidade microbiana consegue vencer o calor.
Altas taxas metabólicas tornam possível a vida de microorganismos que vivem em sedimentos enterrados nas profundezas do fundo do mar, de acordo com novo estudo pesquisa publicado na Nature Communications. O estudo, liderado pela geomicrobiologista marinha Tina Treude, da Universidade da Califórnia em Los Angeles, lança micróbios subterrâneos sob uma nova luz, mostrando que alguns deles são surpreendentemente ativos e capazes de prosperar em condições profundas e quentes.
“Sempre descobrimos que os micróbios na biosfera profunda são uma comunidade extremamente lenta que mordisca lentamente os últimos restos de matéria orgânica enterrada de milhões de anos. Mas a biosfera profunda está cheia de surpresas,” Bo Barker Jørgensen, microbiologista da Universidade de Aarhus, na Dinamarca, disse em um comunicado de imprensa da Universidade da Califórnia. “Encontrar vida prosperando com altas taxas metabólicas nessas altas temperaturas no fundo do mar alimenta nossa imaginação de como a vida poderia evoluir ou sobreviver em ambientes semelhantes em corpos planetários além da Terra.”
Em um e-mail, Virginia Edgcomb, geóloga da Woods Hole Oceanographic Institution que não esteve envolvida no novo estudo, disse estar animada com a pesquisa porque mostra que “não podemos assumir que as atividades microbianas são insignificantes simplesmente por causa da profundidade abaixo do fundo do mar ou temperaturas extremas”, particularmente quando “fontes suficientes de carbono e energia estão disponíveis”.
Neste caso, as fontes necessárias de carbono e energia foram encontradas na zona de subducção de Nankai Trough ao largo do Japão. Sete anos atrás, uma expedição científica liderada pela mesma equipe perfurou 3.930 pés (1.200 metros) abaixo do fundo do mar, extraindo amostras de sedimentos marinhos e evidências de micróbios extremófilos. Elas fez isso para investigar o limite de temperatura da biosfera submarina profunda e a extensão em que a vida pode residir neste habitat extremo. Incrivelmente, eles encontrado uma pequena comunidade de micróbios que parecia estar prosperando apesar das temperaturas atingirem 250 graus F (120 graus C). Não era totalmente óbvio para os pesquisadores como isso foi possível, levando a um estudo mais aprofundado.
Para a nova investigação, Treude e seus colegas realizaram experimentos com radiotraçadores para medir as taxas metabólicas dos micróbios, o que eles fizeram em condições altamente estéreis para evitar a contaminação. Isso não foi fácil dada a baixa densidade populacional dos micróbios; Menos de 500 células estavam presentes em cada centímetro cúbico de sedimento. A equipe também fez provisões especiais paracerteza de que as taxas metabólicas observadas eram as mesmas no laboratório que seriam no ambiente natural dos micróbios.
Este trabalho resultou na descoberta do metabolismo rápido dos microrganismos, que os pesquisadores dizem ser o que lhes permite sobreviver a condições tão extremas. Os cientistas teorizam que as altas taxas metabólicas são uma necessidade, permitindo que os micróbios reparem as células danificadas pelo calor.
“A energia necessária para reparar os danos térmicos aos componentes celulares aumenta acentuadamente com a temperatura, e a maior parte dessa energia é provavelmente necessária para neutralizar a alteração contínua dos aminoácidos e a perda da função das proteínas”, disse Treude.
Ao mesmo tempo, os micróbios têm amplo acesso a nutrientes fornecidos pelo aquecimento de materiais orgânicos, especificamente hidrogênio e acetato da água que vaza pelo meio marinho sedimento.
As novas observações “podem parecer contra-intuitivas para muitos, que é que as células que vivem perto dos limites térmicos da vida neste local, e tão profundamente abaixo do fundo do mar, onde esperaríamos que mal sobrevivessem, são realmente muito ativas. ”, disse Edgecomb. Mas sua alta taxa de atividade é por uma razão muito interessante: “Para poder fornecer energia suficiente para reparar os danos nas células térmicas para que possam sobreviver”, acrescentou ela.
Em um e-mail, Jennifer Biddle, professora associada da Universidade de Delaware que não é afiliada à pesquisa, disse que o novo trabalho “parece bem feito” e “bem elogios”. trabalho preexistente mostrando mudanças nas comunidades microbianas e aumentos nas divisões celularesíon à medida que as temperaturas dos sedimentos ficam mais quentes. Um argumento apresentado no novo artigo é que as células só são iniciadas quando já estão enterradas – uma descoberta que concorda com recentes pesquisa Co-autoria de Biddle demonstrando que “uma vez que as células encontram seu ‘lugar feliz’ no subsolo, elas têm muito poder para crescer”, disse ela..
Uma limitação, disse Biddle, é que os pesquisadores descreveram a atividade microbiana mas não forneceu nenhum nome ou identificou os micróbios em questão. Ela disse que “seria ótimo saber quem está lá, para que possamos estimar ainda melhor o quão rápido eles podem estar indo”, acrescentando que também seria bom “cultivar algumas dessas linhagens de subsuperfície para testar suas faixas térmicas e como elas podem ter se adaptado a esse ambiente”.
Curiosamente, esses micróbios do fundo do mar se aproximam dos limites térmicos da vida como a conhecemos, mas alguns cientistas pensam que os micróbios podem sobreviver em ambientes ainda mais quentes. Parece que precisamos cavar um pouco mais fundo da próxima vez, pois ainda mais extremo micróbios ainda podem estar esperando para serem encontrados.
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