A descoberta de biossinaturas inesperadas numa gosma vulcânica de um azul surpreendente, escondida sob o Oceano Pacífico, pode ajudar a esclarecer como a vida começou.
Recolhidas em vulcões de lama próximos da Fossa das Marianas, a quase 3 000 metros de profundidade (cerca de 9 833 pés), estas amostras de sedimento de cor invulgar contêm gorduras associadas a organismos vivos ainda misteriosos.
Uma lama cáustica (pH 12) onde a vida ainda assim resiste
O ambiente é extremamente alcalino: o sedimento apresenta um pH de 12, um dos valores mais elevados já registados num ecossistema natural. Além de ser pobre em nutrientes, esta lama é tão cáustica que, ao contacto, poderia provocar queimaduras severas na pele. Apesar disso, os investigadores confirmaram agora que ali vivem microrganismos extremófilos.
“É simplesmente entusiasmante obter pistas sobre um habitat microbiano destes, porque suspeitamos que a vida primordial poderia ter surgido precisamente em locais como este”, afirma a geoquímica orgânica Florence Schubotz, da Universidade de Bremen.
“O que torna estas observações particularmente fascinantes é que a vida, sob condições tão extremas - como pH elevado e concentrações muito baixas de carbono orgânico - ainda assim é possível.”
Expedição R/V Sonne SO292/2: amostras dos vulcões de lama
O geocientista Palash Kumawat, também da Universidade de Bremen, e os seus colegas analisaram 2 de 9 testemunhos (núcleos) de sedimentos extraídos em 2022, durante a expedição R/V Sonne SO292/2.
A parte inferior de um dos testemunhos, proveniente do vulcão Pacman, é composta sobretudo por serpentinito com fragmentos de brucite. Esta secção terá estado em grande medida isolada da água do mar que se encontra acima, o que ajuda a explicar porque conseguiu manter a cor tão marcante.
Mais perto da superfície, em profundidades menores e mais próximas da lama do fundo oceânico, o sedimento vulcânico perde intensidade e torna-se um azul-esverdeado mais pálido; nessa zona, a brucite já foi dissolvida pela água salgada.
Serpentinito, brucite e biossinaturas: gorduras de membranas microbianas
No interior destas camadas de serpentinito, Kumawat e a equipa detetaram gorduras provenientes das membranas celulares de bactérias e arqueias - a “primeira linha de defesa” destes microrganismos contra condições tão alcalinas.
Segundo os autores, o facto de as gorduras estarem maioritariamente intactas sugere que existem, neste momento, várias comunidades microbianas a sobreviver (com grande dificuldade) neste ambiente extremo. As moléculas identificadas indicam ainda uma mudança abrupta no tipo de organismos entre o sedimento pelágico do fundo do oceano e a lama de serpentinito.
Os serpentinitos já eram conhecidos por favorecerem vida quimiossintética noutros pontos pobres em nutrientes do vasto fundo oceânico. O que esta análise veio confirmar é que o mesmo pode acontecer também em lama de serpentinito mais profunda e mais densa.
Metano, sulfato e sulfureto de hidrogénio: a energia num mundo sem luz
Tal como as plantas obtêm energia através da fotossíntese, estes microrganismos produzem a sua própria energia a partir de reações químicas. Neste caso, conseguem obter energia do metano, ao consumirem sulfato, um processo que gera sulfureto de hidrogénio, uma substância corrosiva.
“Até agora, a presença de microrganismos produtores de metano neste sistema era presumida, mas não podia ser confirmada diretamente”, explica Schubotz.
Porque é que a vida subterrânea importa (e o que ainda falta saber)
Estima-se que a vida abaixo do fundo do mar represente cerca de 15% da biomassa da Terra, o que significa que tem um papel importante nos ciclos de nutrientes do planeta. Ainda assim, continuamos a saber muito pouco sobre esta biosfera oculta.
Por isso, Kumawat e a equipa pretendem estudar estes extremófilos com maior detalhe e perceber o que podem revelar sobre o momento em que a vida terá “ganho faísca” num planeta que, no passado distante, poderá ter sido bem menos hospitaleiro do que a Terra atual.
Implicações para a origem da vida e para outros mundos
Ambientes de pH elevado, baixos nutrientes e reações químicas alimentadas por rochas - como os associados à serpentinização - são frequentemente apontados como cenários plausíveis para etapas iniciais da evolução bioquímica. Descobertas como esta ajudam a restringir hipóteses sobre que tipos de metabolismo podem surgir (e persistir) quando a luz não é um recurso disponível.
Além disso, estas observações são relevantes para a astrobiologia: mundos com oceanos subterrâneos e interação rocha–água podem, em teoria, sustentar ecossistemas baseados em química semelhante. Ao compreender as biossinaturas que permanecem preservadas em sedimentos tão agressivos, melhora-se também a capacidade de reconhecer sinais de vida noutros ambientes extremos.
Próximos passos: mapear comunidades e confirmar processos
Um passo natural será comparar mais testemunhos dos nove recolhidos, para perceber até que ponto estas comunidades se repetem entre vulcões de lama diferentes e ao longo de várias profundidades. Também será essencial cruzar as assinaturas lipídicas com medições geoquímicas finas, para ligar com maior precisão a disponibilidade de metano e sulfato aos locais onde as comunidades microbianas parecem prosperar.
Esta investigação foi publicada na revista Communications Earth & Environment.
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