Solos da Antártida parecem não conter vida – uma descoberta inédita

Os solos da Antártida, desde os cumes rochosos até ao coração do continente, não contêm micróbios, algo que nunca tinha sido descoberto.

Publicado 22/06/2021, 11:37
Glaciar Shackleton

Dois membros da equipa de investigação de solo partem para recolher amostras de um dos locais na região do Glaciar Shackleton.

Fotografia de Noah Fierer

Pela primeira vez, foram encontrados solos na superfície da Terra que parecem não conter vida de qualquer tipo. Estes solos provêm de duas cordilheiras varridas pelo vento no interior da Antártida, a 480 quilómetros do Polo Sul, onde as montanhas atravessam gelo com centenas de metros de espessura.

“Partimos sempre do princípio que os micróbios são resistentes, que conseguem viver em qualquer lugar”, diz Noah Fierer, ecologista microbiano da Universidade do Colorado, em Boulder, cuja equipa estudou os solos. Afinal de contas, já foram encontrados organismos unicelulares a viver em fontes hidrotermais com temperaturas superiores a 93 graus Celsius, ou organismos vivos presos em lagos debaixo de um quilómetro de gelo na Antártida, e até mesmo a sobreviver a 36.000 metros de altitude na estratosfera da Terra. Mas depois de um ano de tentativas, Noah e o seu aluno de doutoramento, Nicholas Dragone, ainda não encontraram quaisquer sinais de vida em alguns dos solos que recolheram na Antártida.

Noah e Nicholas estudaram solos de 11 montanhas diferentes, representando uma ampla variedade de condições. Os solos recolhidos nas montanhas mais baixas e menos geladas continham bactérias e fungos; mas em algumas das amostras de duas das montanhas mais altas, mais secas e frias, não havia sinais de vida.

“Não podemos dizer que são estéreis”, diz Noah. Os microbiólogos estão habituados a encontrar milhões de células numa colher de chá de solo; portanto, um número minúsculo – 100 células vivas, por exemplo – podia potencialmente passar despercebido. “Mas, pelo que conseguimos determinar, não abrigam qualquer forma de vida microbiana.”

À procura de sinais de vida

Independentemente de alguns destes solos não terem realmente vida, ou mesmo que mais tarde se descubra que têm algumas células vivas, esta nova descoberta – publicada recentemente na revista JGR Biogeosciences – pode ajudar a orientar os esforços de deteção de vida em Marte. Os solos da Antártida estão perpetuamente congelados, estão saturados de sais tóxicos e não estão expostos a quantidades apreciáveis de água líquida há pelo menos dois milhões de anos – semelhante ao que acontece em solo marciano.

As amostras foram recolhidas durante uma expedição feita em janeiro de 2018, financiada pela Fundação Nacional de Ciência dos EUA, numa secção remota das Montanhas Transantárticas. Estas cordilheiras atravessam o interior do continente, separando o alto planalto polar a leste do gelo rasteiro a oeste. Os cientistas acamparam no Glaciar Shackleton, uma esteira rolante de gelo com 96 quilómetros de comprimento que escoa por uma fenda nas montanhas. Os investigadores usaram um helicóptero para recolher amostras por todo o glaciar.

Nas montanhas mais quentes e húmidas no sopé do glaciar, a poucas dezenas de metros acima do nível do mar, a equipa encontrou solos habitados por criaturas mais pequenas do que sementes de sésamo: vermes microscópicos, tardígrados de oito patas, rotíferos e insetos sem asas chamados colêmbolos. Estes solos arenosos abrigam menos de um milésimo do número de bactérias que encontraríamos num relvado bem cuidado – o suficiente para fornecer comida para os pequenos animais que vivem debaixo da superfície.

Contudo, à medida que a equipa visitava montanhas mais altas no glaciar, estes sinais de vida iam gradualmente diminuindo. No topo do glaciar, os investigadores visitaram duas montanhas – Schroeder Hill e o Maciço de Roberts – que se elevam a mais de 2.500 metros acima do nível do mar.

A visita a Schroeder Hill foi penosa, diz Byron Adams, biólogo da Universidade Brigham Young em Provo, no estado de Utah, que liderou o projeto. A temperatura nesse dia de verão estava perto dos 17 graus negativos. Os ventos fortes – que evaporam lentamente a neve e o gelo, mantendo as montanhas despidas – ameaçavam constantemente levantar as pás de jardinagem que a equipa levou para recolher amostras. O solo estava coberto por rochas vulcânicas avermelhadas que estavam polidas por séculos de desgaste ao vento.

Conforme os cientistas levantavam as rochas, encontravam sais brancos encrustados na sua parte inferior – cristais tóxicos de percloratos, cloratos e nitratos. Os percloratos e cloratos são sais cáusticos e reativos usados em combustíveis para foguetões e lixívias industriais – e também são abundantes na superfície de Marte. Os sais acumulam-se nestas montanhas ressequidas da Antártida porque não há água para os escoar.

“Parecia que estávamos a recolher amostras em Marte”, diz Byron. “Quando empurramos a pá, sabemos que aquele solo não é mexido há séculos – talvez até há milhões de anos.”

Os investigadores presumiam que, mesmo nestes lugares mais elevados e inóspitos, encontrariam alguns micróbios vivos no solo. Mas essa expectativa começou a desvanecer no final de 2018, quando Nicholas usou um método chamado reação em cadeia da polimerase (PCR) para detetar ADN microbiano na terra. Nicholas analisou 204 amostras de montanhas de todo o glaciar. As amostras das montanhas mais baixas e menos frias tinham uma abundância de ADN; mas em parte das amostras de maior altitude – em cerca de 20% – incluindo na maioria das amostras de Schroeder Hill e do Maciço de Roberts, não havia absolutamente nada, sugerindo que continham poucos micróbios – ou talvez nenhum.

“Quando o Nicholas começou a mostrar alguns dos resultados, pensei que algo estava errado”, diz Noah. Pensámos que devia haver algum problema com as amostras ou com o equipamento do laboratório.

Nicholas fez uma bateria de experiências adicionais de acompanhamento à procura de sinais de vida. O investigador incubou o solo com glicose, para ver se algo vivo no solo a convertia em dióxido de carbono. E também tentou detetar uma substância química chamada ATP, que toda a vida na Terra usa para armazenar energia. Durante meses, Nicholas incubou pedaços de solo numa variedade de misturas de nutrientes, tentando fazer com que os micróbios presentes se transformassem em colónias.

“O Nicholas tentou de tudo com estas amostras”, diz Noah. Apesar de todos os testes, alguns dos solos não revelaram indícios de vida. “Isso foi realmente surpreendente.”

Não há realmente vida no solo?

Jacqueline Goordial, microbióloga ambiental da Universidade de Guelph, no Canadá, considera os resultados “interessantes”, sobretudo os esforços de Nicholas para determinar quais são os fatores que influenciam a probabilidade de se encontrar micróbios num determinado local. Nicholas descobriu que as grandes elevações e os altos níveis de sais de clorato eram os indicadores mais fortes da ausência de vida. “Esta é uma descoberta realmente interessante”, diz Jacqueline. “Diz-nos muito sobre os limites da vida na Terra.”

Mas Jacqueline não está completamente convencida de que estes solos não têm realmente vida – em parte devido à sua própria experiência noutra região da Antártida.

Há vários anos, Jacqueline estudou solos de um ambiente semelhante nas Montanhas Transantárticas – num local a 800 quilómetros a noroeste do Glaciar Shackleton, chamado University Valley, que provavelmente não teve humidade significativa ou temperaturas de degelo durante 120.000 anos. Estes solos não revelaram sinais de vida quando a microbióloga os incubou durante 20 meses a 5 graus negativos – uma temperatura típica de verão para aquele vale. Mas quando Jacqueline aqueceu as amostras alguns graus acima do ponto de congelação, várias começaram a revelar crescimento bacteriano.

Determinar se estes solos são desprovidos de vida, depende da forma como o definimos.

Por exemplo, os cientistas já encontraram células bacterianas vivas após ficarem retidas durante milhares de anos em gelo glaciar. Enquanto estão presas no gelo, as células podem abrandar o seu metabolismo em cerca de um milhão de vezes. As células entram num estado em que param de crescer; não fazem nada para além de reparar os danos que sofrem no ADN devido aos raios cósmicos que penetram no gelo. Jacqueline especula que estes “sobreviventes lentos” podem ser o que ela detetou em University Valley – e suspeita que se Noah e Nicholas analisassem 10 vezes mais quantidade de solo, também os poderiam encontrar em Schroeder Hill ou no Maciço de Roberts.

Ajudar a procurar vida em Marte

Brent Christner, que estuda micróbios antárticos na Universidade da Flórida, em Gainesville, acredita que estes solos secos de grandes elevações podem ajudar a refinar a procura de vida em Marte.

Brent refere que as sondas Viking I e II, que aterraram em Marte em 1976, fizeram experiências de deteção de vida que foram baseadas, em parte, nos estudos de solos rasos perto da costa da Antártida – numa região chamada Vales Secos. Alguns destes solos ficam húmidos com a água derretida durante o verão. E não têm apenas micróbios – em alguns lugares, há vermes minúsculos e outros animais também.

Resumindo, os solos mais elevados e secos do Maciço de Roberts e de Schroeder Hill podem ser um bom campo de testes para os instrumentos destinados a Marte.

“As camadas superficiais de Marte são terríveis”, diz Brent. “Não temos um organismo na Terra que consiga sobreviver naquela superfície” – pelo menos nos primeiros cinco centímetros de profundidade. Qualquer sonda que vá para Marte à procura de vida deve ser preparada no lugar mais desagradável que a Terra tem para oferecer.
 

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

 

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