Pesquisadores de Princeton descobriram uma colônia de bactérias que vive a mais de 3 km de profundidade. Ao encontrar a vida nessas condições extremas, os cientistas estão expandindo sua compreensão de que tipos de hábitos podem sustentar a vida.
Um grupo de pesquisa liderado por Princeton descobriu uma comunidade isolada de bactérias a quase três quilômetros de profundidade, que deriva toda a sua energia da decomposição de rochas radioativas, e não da luz solar. Segundo os membros da equipe, a descoberta sugere que a vida pode existir em condições igualmente extremas, mesmo em outros mundos.
A comunidade bacteriana autossustentável, que vive em águas subterrâneas ricas em nutrientes encontradas perto de uma mina de ouro na África do Sul, está isolada da superfície da Terra há vários milhões de anos. Representa o primeiro grupo de micróbios que se sabe depender exclusivamente de compostos de hidrogênio e enxofre produzidos geologicamente para a nutrição. As condições extremas sob as quais as bactérias vivem têm uma semelhança com as da Terra primitiva, potencialmente oferecendo insights sobre a natureza dos organismos que viveram muito antes de nosso planeta ter uma atmosfera de oxigênio.
Os cientistas, oriundos de nove instituições colaboradoras, tiveram que escavar 2,8 quilômetros abaixo da superfície do mundo para encontrar esses micróbios incomuns, levando os cientistas a especularem que a vida poderia existir em circunstâncias semelhantes em outras partes do sistema solar.
"O que realmente faz meus sucos fluírem é a possibilidade de vida abaixo da superfície de Marte", disse Tullis Onstott, professor de geociências da Universidade de Princeton e líder da equipe de pesquisa. “Essas bactérias foram cortadas da superfície da Terra por muitos milhões de anos, mas prosperaram em condições que muitos organismos considerariam inóspitas à vida. Essas comunidades bacterianas poderiam se sustentar, não importa o que acontecesse na superfície? Nesse caso, aumenta a possibilidade de que organismos possam sobreviver mesmo em planetas cujas superfícies há muito se tornam sem vida. ”
A equipe de Onstott publicou seus resultados na edição de 20 de outubro da revista Science. O grupo de pesquisa inclui o primeiro autor Li-Hung Lin, que realizou muitas das análises como estudante de doutorado em Princeton e depois como pesquisador de pós-doutorado na Carnegie Institution.
"Essas bactérias são verdadeiramente únicas, no sentido mais puro da palavra", disse Lin, agora na Universidade Nacional de Taiwan. "Sabemos o quão isoladas as bactérias foram porque análises da água em que vivem mostram que ela é muito antiga e não foi diluída pela água da superfície. Além disso, descobrimos que os hidrocarbonetos no ambiente não provêm de organismos vivos, como é habitual, e que a fonte de hidrogênio necessária para a respiração provém da decomposição da água por decomposição radioativa de urânio, tório e potássio. ”
Como as águas subterrâneas coletadas pela equipe para encontrar as bactérias são provenientes de várias fontes diferentes, ainda é difícil determinar especificamente por quanto tempo as bactérias foram isoladas. A equipe estima que o prazo esteja entre três e 25 milhões de anos, o que implica que os seres vivos sejam ainda mais adaptáveis do que se pensava.
"Sabemos surpreendentemente pouco sobre a origem, evolução e limites da vida na Terra", disse a biogeoquímica Lisa Pratt, que liderou a contribuição da Universidade de Indiana Bloomington ao projeto. “Os cientistas estão apenas começando a estudar os diversos organismos que vivem nas partes mais profundas do oceano, e a crosta rochosa na Terra é praticamente inexplorada em profundidades a mais de meio quilômetro abaixo da superfície. Os organismos que descrevemos neste artigo vivem em um mundo completamente diferente daquele que conhecemos na superfície. ”
Onstott disse que esse mundo subterrâneo é uma piscina sem luz de água salgada quente e pressurizada, que fede a enxofre e gases nocivos que os seres humanos considerariam irrespiráveis. Mas as bactérias recém-descobertas, que estão relacionadas à divisão de micróbios Firmicutes que existem perto de fontes hidrotermais submarinas, florescem lá.
"A radiação permite a produção de muitos compostos de enxofre que essas bactérias podem usar como fonte de alimento de alta energia", disse Onstott. "Para eles, é como comer batatas fritas".
Mas a chegada da equipe de pesquisa trouxe uma substância ao mundo subterrâneo que, embora vital para a sobrevivência humana, se mostrou fatal para os micróbios - o ar da superfície.
"Essas criaturas parecem ter um problema real ao serem expostas ao oxigênio", disse Onstott. "Parece que não conseguimos mantê-los vivos depois de prová-los. Mas como esse ambiente é muito parecido com o início da Terra, ele nos dá uma idéia de que tipo de criatura poderia existir antes de termos uma atmosfera de oxigênio. ”
Onstott disse que muitas centenas de milhões de anos atrás, algumas das primeiras bactérias do planeta podem ter prosperado em condições semelhantes, e que os micróbios recém-descobertos poderiam lançar luz sobre pesquisas sobre as origens da vida na Terra.
"Essas bactérias provavelmente estão próximas da base da árvore para o domínio bacteriano da vida", disse ele. “Eles podem ser genealogicamente bastante antigos. Para descobrir, precisaremos compará-los com outros organismos, como Firmicutes e outras criaturas amantes do calor, provenientes de fontes de águas profundas ou fontes termais. ”
A equipe de pesquisa está construindo um pequeno laboratório a 3,8 quilômetros abaixo da superfície na região de Witwatersrand, na África do Sul, para realizar um estudo mais aprofundado do ecossistema recém-descoberto, disse Onstott, que espera que as descobertas sejam úteis quando futuras sondas espaciais forem enviadas para buscar vida. em outros planetas.
"Uma grande questão para mim é: como essas criaturas se sustentam?" Onstott disse. “Essa linhagem de bactérias evoluiu para possuir todas as características necessárias para sobreviver por conta própria ou elas estão trabalhando com outras espécies de bactérias? Tenho certeza de que eles terão mais surpresas para nós e poderão nos mostrar um dia como e onde procurar micróbios em outros lugares ".
Outros autores deste trabalho incluem Johanna Lipmann-Pipke, da GeoForschungsZentrum, Potsdam, Alemanha; Erik Boice, da Universidade de Indiana; Barbara Sherwood Lollar, da Universidade de Toronto; Eoin L. Brodie, Terry C. Hazen, Gary L. Andersen e Todd Z. DeSantis do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, Berkeley, Califórnia; Duane P. Moser, do Instituto de Pesquisa do Deserto, Las Vegas; e Dave Kershaw, da Mina Mponeng, Anglo Gold, Joanesburgo, África do Sul.
Pratt e Onstott colaboram há anos como parte do Instituto de Astrobiologia Indiana-Princeton-Tennessee (IPTAI), um centro de pesquisa financiado pela NASA focado no design de instrumentos e sondas para detecção de vida em rochas e águas subterrâneas profundas da Terra durante o planejamento da exploração subterrânea de Marte. As recomendações do IPTAI para a NASA se basearão nas descobertas discutidas no relatório da Science.
Este trabalho também foi financiado por doações da National Science Foundation, do Departamento de Energia dos EUA, do National Science Council de Taiwan, do Natural Science and Engineering Research Council do Canadá, da Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, German Research Foundation) e do Killam Fellowships Program .
Fonte original: Comunicado de imprensa da Universidade de Princeton
