Em um novo estudo, o autor principal Palash Kumawat do Departamento de Geociências da Universidade de Bremen e sua equipe investigaram como os microrganismos conseguem sobreviver em um dos ambientes subaquáticos mais hostis do planeta. Eles analisaram biomarcadores lipídicos, moléculas de gordura especializadas que revelam a atividade biológica, para descobrir as estratégias de sobrevivência dos organismos. O pH do local, que é de 12, torna-o um dos ambientes mais alcalinos já documentados, criando condições excepcionalmente difíceis para a vida suportar.
Devido à escassez de células vivas naquele local, detectar DNA é muitas vezes impossível. Em vez disso, os pesquisadores utilizaram técnicas de análise de traços sensíveis o suficiente para identificar até mesmo sinais bioquímicos fracos. “Mas conseguimos detectar lipídios,” diz Kumawat, que atualmente é candidato a PhD no Departamento de Geociências. “Com a ajuda desses biomarcadores, pudemos obter insights sobre as estratégias de sobrevivência de microrganismos que metabolizam metano e sulfato nesse ambiente extremo.”
Pistas Microbianas Escondidas na Química do Fundo do Mar
A vida microbiana no fundo do oceano desempenha um papel importante no ciclo global do carbono, processando carbono e outros elementos muito abaixo da superfície. As comunidades identificadas pela equipe de Kumawat obtêm sua energia não da luz solar, mas de minerais nas rochas e gases como dióxido de carbono e hidrogênio, produzindo metano no processo – um gás de efeito estufa importante. Essas reações bioquímicas ocorrem independentemente do oceano acima, mostrando que esses microrganismos operam em um ecossistema autocontido.
As moléculas lipídicas também ajudam a determinar se os microrganismos estão vivos ou são remanescentes de comunidades antigas. Biomoléculas intactas sugerem células ativas ou recentemente vivas, enquanto as degradadas indicam “geomoléculas” fossilizadas de tempos remotos. Kumawat explica que combinar dados de isótopos com biomarcadores lipídicos mostra evidências de populações microbianas tanto modernas quanto antigas habitando esse ambiente hostil. “Essa distinção nos ajuda ao trabalhar em áreas com biomassa extremamente baixa e deficiência de nutrientes,” observa.
Descobrindo Vida nos Limites
A co-autora Dra. Florence Schubotz, uma geoquímica orgânica do MARUM – Centro de Ciências Ambientais Marinhas da Universidade de Bremen, enfatiza o quão notável é a descoberta. “O que é fascinante sobre essas descobertas é que a vida sob essas condições extremas, como alto pH e baixas concentrações de carbono orgânico, é de fato possível,” diz ela. “Até agora, a presença de microrganismos produtores de metano neste sistema era presumida, mas não podia ser confirmada diretamente. Além disso, é simplesmente emocionante obter insights sobre um habitat microbiano assim, pois suspeitamos que a vida primordial poderia ter se originado exatamente em tais locais.”
Desvendando Vulcões Ocultos Sob o Pacífico
As amostras da equipe foram coletadas de núcleos de sedimento coletados em 2022 durante a Expedição SO 292/2 a bordo do Navio de Pesquisa Sonne. Durante essa missão, os cientistas descobriram vulcões de lama desconhecidos na região do arco da Mariana e puderam coletar amostras diretamente deles.
O trabalho faz parte do Cluster de Excelência “O Fundo do Oceano – Interface Inexplorada da Terra”. Com base em suas descobertas, Kumawat e seus colegas agora planejam cultivar esses microrganismos em incubadoras controladas para aprender mais sobre como eles obtêm nutrientes e persistem em ambientes tão inóspitos.
