Possíveis Micróbios na Fossa das Marianas Indiciam Vida em Lua de Júpiter

Em 2012, durante a expedição DEEPSEA CHALLENGE até à região mais profunda do oceano, os cientistas observaram filamentos que podem ser comunidades de bactérias presas às rochas.

Friday, May 22, 2020,
Por Nadia Drake
Em 2012, durante a expedição DEEPSEA CHALLENGE na Fossa das Marianas, foram observadas estruturas filamentosas que ...

Em 2012, durante a expedição DEEPSEA CHALLENGE na Fossa das Marianas, foram observadas estruturas filamentosas que se acredita serem uma comunidade microbiana num afloramento rochoso, na Depressão Sirena, a mais de 10 700 metros de profundidade.

Fotografia de Kevin Peter Hand


Sempre que os cientistas procuram vida nos locais mais inóspitos da Terra – sejam fontes termais ácidas, câmaras subterrâneas sufocantes ou rochas com centenas de milhões de anos no fundo do mar – encontram frequentemente microrganismos adaptados a ambientes extremos. Agora, as investigações da expedição DEEPSEA CHALLENGE na Fossa das Marianas sugerem que os reinos mais profundos do oceano também podem sustentar diversos organismos.

Enquanto exploravam com uma sonda robótica a região da Depressão Sirena, na Fossa das Marianas, os cientistas encontraram o que acreditam ser a evidência de uma comunidade microbiana próspera agarrada às rochas no abismo. Na lama da Fossa das Marianas já foram encontrados micróbios e organismos maiores, como anfípodes semelhantes a camarões. Mas, ao contrário de outros seres vivos neste reino aquático profundo, que se alimentam da “neve marinha” de organismos mortos e de detritos que flutuam no fundo do oceano, estes micróbios parecem alimentar-se de químicos que são produzidos quando as rochas no fundo do mar reagem com a água, informa a equipa na revista Deep-Sea Research I.

Como não dependem de nenhuma forma vida que nade por cima, estes filamentos verdes e difusos podem oferecer pistas sobre o tipo de formas de vida alienígenas capazes de sobreviver nas profundezas dos oceanos das luas do nosso sistema solar, como na lua Europa de Júpiter ou na Encélado de Saturno.

“É um vislumbre de como a vida pode estar neste momento a milhares de milhões de quilómetros de distância”, diz James Cameron, um dos autores do estudo, cineasta e Explorador da National Geographic. “E também pode ser um vislumbre do passado, até há quatro mil milhões de anos, ao início da própria vida.”

Estes micróbios podem representar a comunidade quimiossintética mais profunda alguma vez encontrada, e alimentam-se de moléculas libertadas pelos processos geológicos a mais de 10 km de profundidade. “A descoberta deste suposto ecossistema microbiano que sobrevive da quimiossíntese na região mais profunda, mais escura e de maior pressão do oceano, oferece indícios para a potencial habitabilidade no oceano da lua Europa”, diz Kevin Hand, astrobiólogo da NASA, Explorador da National Geographic e autor principal deste novo estudo.

No entanto, Kevin e outros especialistas alertam que esta descoberta, baseada apenas nas imagens do fundo do mar e nas amostras de água e sedimentos, precisa de ser confirmada através da recolha de uma amostra do material filiforme.

“Eles não recolheram realmente uma amostra dos organismos”, diz Jenn Macalady, geomicrobióloga da Universidade Estadual da Pensilvânia que já observou comunidades microbianas de aparência semelhante em cavernas subaquáticas, mas não participou neste novo estudo. Ainda assim, Jenn diz que as manchas difusas estão muito provavelmente vivas.

“Já vi coisas muito parecidas em lugares subterrâneos e escuros”, diz Jenn. “Parece o mesmo tipo de lodo que já vi em cavernas inundadas das Caraíbas.”

Viagem ao fundo do oceano
A Fossa das Marianas, perto de Guam, na região oeste do Oceano Pacífico, é um abismo curvado na costura tectónica, onde a gigantesca placa do Pacífico mergulha sob a placa mais pequena das Marianas. A fossa é tão profunda que, se o Monte Evereste estivesse lá submerso, o seu cume ficaria a mais de 2 km abaixo das ondas. O que quer que sobreviva na região tem de suportar uma escuridão eterna, temperaturas perto do congelamento e pressões mais de mil vezes superiores às da superfície da Terra.

Em 2012, Kevin Hand e James Cameron navegaram pelas águas da Fossa das Marianas integrados numa expedição financiada pela National Geographic. Durante essa viagem, Cameron fez o primeiro mergulho a solo até à Depressão Challenger, a zona mais profunda da fossa. No fundo, a 10 907 metros abaixo do nível do mar, Cameron encontrou uma paisagem marinha descaracterizada, dominada por sedimentos flutuantes e poucos sinais de vida.

“Não encontrámos muita vida com uma escala visível no fundo da Depressão Challenger”, diz Cameron. No entanto, mais tarde, durante essa mesma expedição, a equipa enviou uma sonda do tamanho de uma cabine telefónica para a Depressão Sirena, uma parte da fossa que atinge profundidades superiores a 10 700 metros. A equipa optou por este local – o terceiro mais profundo do oceano – porque é sismicamente ativo, pode ser vulcanicamente ativo e provavelmente também é mais rico em nutrientes, devido às correntes oceânicas, do que as outras zonas da fossa.

Em conjunto, estas qualidades sugerem que a Depressão Sirena pode abrigar “uma presença biológica mais vigorosa do que qualquer outra zona da Fossa das Marianas”, diz Patricia Fryer, da Universidade do Havai e coautora deste novo estudo. Patricia investigou de perto esta região da fossa.

Reações químicas nas profundezas
Num declive inclinado, perto do fundo da fossa, as câmaras a bordo da sonda revelaram o primeiro indício de algo que não eram apenas sedimentos escuros. Um monte de rochas – um afloramento que se projetava através dos sedimentos, ou uma pilha de tálus que pode ter caído de um penhasco mais acima. Algumas destas rochas foram forjadas no manto da Terra e empurradas para cima pelos movimentos da crosta.

“Até fazermos aquele mergulho não tínhamos observado rochas nativas – afloramentos ou tálus – àquela profundidade”, diz Kevin. “A razão pela qual isto é importante é porque queremos compreender o contexto geológico e geoquímico que pode estar a ajudar qualquer ecossistema microbiano a sobreviver lá em baixo.”

Sem acesso à luz solar para fazer a fotossíntese, os micróbios têm duas formas de sobrevivência. “Podem reciclar comida vinda de outro lado” – por exemplo, comida que vem das águas iluminadas pelo sol perto da superfície do mar – “ou viver da dissolução de rochas ou de outras coisas na água”, diz Jenn Macalady.

O primeiro tipo de micróbio – que recicla comida – foi descoberto há décadas na Fossa das Marianas. Mas o novo estudo oferece evidências para o outro tipo de vida – que vive das reações químicas nas rochas.

Nas grutas e noutros recantos sombrios do planeta, onde as rochas ricas em ferro e magnésio entram em contacto com a água do mar, há uma reação química chamada serpentinização que alimenta o metabolismo microbiano. Estas reações produzem algum calor e geram compostos, como metano e hidrogénio, que podem alimentar este metabolismo microbiano.

“As comunidades bacterianas, que vivem da serpentinização, são uma história completamente diferente e podem existir em locais onde a vida que precisa de luz solar não consegue”, diz James Cameron.

A equipa descobriu sinais evidentes de serpentinização nas rochas da Depressão Sirena, tanto na química da água como nas alterações visíveis nas próprias rochas. Portanto, a região parece ter o combustível necessário para os micróbios que dependem da quimiossíntese. E apesar de as pressões nesta zona do oceano conseguirem esmagar um submarino militar, os micróbios são tão pequenos que “não são afetados” por estas forças extremas, diz Penelope Boston, astrobióloga do Centro de Pesquisa Ames da NASA. Penelope não participou neste estudo.

Nesta imagem de microscopia eletrónica de varrimento de uma amostra recolhida na Depressão Sirena, vemos pequenos filamentos em estreita associação com estruturas ricas em carbono, interpretados como uma possível evidência de grupos microbianos.

Fotografia de Kevin Peter Hand

Imagens de vida
Quando a equipa ampliou as imagens recolhidas pela sonda, surgiu algo peculiar: filamentos esverdeados, parecidos com dedos, agarrados às rochas. A equipa suspeita que este aglomerado é uma esteira microbiana, uma estrutura complexa de muitas camadas de bactérias.

“Inicialmente, dizíamos que eram as rochas barbudas da Depressão Sirena, porque parecia uma barba no fundo do oceano”, diz Kevin Hand.

A equipa acredita que, se forem mesmo esteiras microbianas, estão a alimentar-se apenas dos subprodutos químicos da serpentinização e a sobreviver de forma independente da matéria que vem de cima. Sobrevivendo apenas da energia e dos produtos químicos produzidos pelos processos geológicos no fundo do mar, estes micróbios podem ser semelhantes à primeira forma de vida na Terra – ou a micróbios que podem existir no oceano coberto de gelo da lua Europa de Júpiter. Kevin diz que na lua Europa a água atinge profundidades de 160 km, mas a gravidade mais fraca da lua significa que a pressão é semelhante à pressão existente no fundo dos oceanos da Terra.

“A descoberta feita em Sirena diz-nos muito sobre o que podemos encontrar nos oceanos alienígenas, mas é apenas o primeiro vislumbre”, diz James Cameron. “Com o estudo das profundezas dos nossos oceanos, podemos aprender a construir os veículos e os instrumentos necessários para explorar as profundezas alienígenas.”

Os supostos micróbios na Fossa das Marianas podem até ser a base de uma cadeia alimentar na parte mais profunda e escura do oceano, diz Kevin, alimentando outras criaturas, como os anfípodes semelhantes a camarões. Mas sem uma amostra do próprio material, os cientistas não podem afirmar com certeza absoluta que as estruturas são micróbios vivos.

“Passei muito tempo a olhar para o fundo do mar, pensando que um objeto era uma coisa, e muitas vezes estava errada, porque observava apenas através das lentes de uma câmara ou de uma vigia”, diz Julie Huber, do Instituto Oceanográfico Woods Hole (não participou neste estudo). “Recolher e analisar fisicamente uma amostra é extremamente importante.”

Os indícios presentes na água do mar recolhida pela sonda sugerem que existem várias espécies microbianas perto das rochas – espécies que são comuns noutras regiões do oceano profundo, incluindo membros das famílias Rhodobacteraceae e Shewanellaceae.

“A Fossa das Marianas é muito profunda, mas continua a ser o fundo do oceano”, diz Penelope Boston. “Portanto, não é como se fosse um fundo do oceano diferente – é apenas um fundo do oceano mais profundo. Do ponto de vista dos micróbios, é provavelmente um ótimo lugar para se viver.”

 

Este artigo foi publicado originalmente em inglês no site nationalgeographic.com.

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