O lago Lagunitas na bacia de Cuatro Ciénegas, no México.
Foto de Elser Lab / ASU
A bacia de Cuatro Ciénegas, no deserto de Chihuahuan, no México, já foi um mar raso que ficou isolado do Golfo do México há cerca de 43 milhões de anos.
Esta bacia tem uma característica incomum de ser particularmente pobre em nutrientes e abrigar um “mundo perdido” de muitos micróbios aquáticos subterrâneos e acima do solo, de ancestralidade marinha antiga.
O pesquisador da ASU Jim Elser e a técnica de pesquisa Laura Steger colhem amostras de água para análise química.Foto de Elser Lab / ASU
Por causa dessas características, é um lugar inestimável para os pesquisadores estudarem e entenderem como a vida pode ter existido em outros planetas em nosso sistema solar.
Em um estudo recente publicado na revista eLIFE , uma equipe de pesquisadores - incluindo o autor principal Jordan Okie , da Escola de Exploração da Terra e Espaço da Universidade Estadual do Arizona e o autor sênior Jim Elser, da Escola de Ciências da Vida - realizaram experimentos na Bacia de Cuatro Ciénegas.
Seu objetivo era esclarecer como as características fundamentais do genoma de um organismo - seu tamanho, a maneira como codifica a informação e a densidade da informação - afetam sua capacidade de prosperar em um ambiente extremo.
"Esta área é tão pobre em nutrientes que muitos de seus ecossistemas são dominados por micróbios e podem ter semelhanças com os ecossistemas do início da Terra, bem como com os ambientes úmidos do passado em Marte que podem ter sustentado a vida", disse o autor principal Okie.
Para o experimento, os pesquisadores realizaram monitoramento de campo, amostragem e química da água de rotina por 32 dias em um lago raso e pobre em nutrientes chamado Lagunita, na Bacia de Cuatro Ciénegas.
Primeiro, eles instalaram mesocosmos (ecossistemas em miniatura) que serviam como um grupo de controle e permaneciam separados do resto da lagoa. Eles então adicionaram uma solução de fertilizante rica em nitrogênio e fósforo para aumentar o crescimento microbiano na lagoa.
No final do experimento, eles examinaram como a comunidade da lagoa mudou em resposta aos nutrientes adicionais, concentrando-se em sua capacidade de processar informações bioquímicas em suas células.
O professor associado do J. Craig Venter Institute, Christopher Dupont, que é um dos autores seniores do estudo, declarou: “Nós levantamos a hipótese de que os microorganismos encontrados em ambientes oligotróficos (com baixo teor de nutrientes) precisariam, por necessidade, de estratégias de baixo recurso para replicação de DNA, transcrição de RNA e tradução de proteínas. Por outro lado, um ambiente copiotrófico (rico em nutrientes) favorece estratégias que consomem muitos recursos. ”
A pesquisa para este estudo foi realizada na bacia de Cuatro Ciénegas, no deserto de Chihuahuan, no México. Esta área era originalmente um mar raso que ficou isolado do Golfo do México há cerca de 43 milhões de anos. Imagem cortesia de Luis David Alcaraz e Valeria Souza
Por fim, eles descobriram que, de fato, uma comunidade enriquecida em nutrientes tornou-se dominada por espécies que podiam processar informações bioquímicas a um ritmo mais rápido, enquanto a comunidade original de baixo teor de nutrientes abrigava espécies com custos reduzidos no processamento de informações bioquímicas.
"Este estudo é único e poderoso, porque pega idéias do estudo ecológico de grandes organismos e as aplica a comunidades microbianas em um experimento de todo o ecossistema", disse Elser. "Ao fazer isso, fomos capazes, talvez pela primeira vez, de identificar e confirmar que existem características genéricas fundamentais associadas a respostas microbianas sistemáticas ao status de nutrientes do ecossistema, sem levar em conta a identidade das espécies desses micróbios".
O que isso pode sugerir para a vida em outros planetas é que os organismos, não importa onde estejam, precisam ter máquinas de processamento de informações afinadas com os principais recursos ao seu redor. Por sua vez, o suprimento desses recursos dependerá do ambiente planetário.
"Isso é muito emocionante, pois sugere que existem regras da vida que geralmente devem ser aplicáveis à vida na Terra e além", disse Okie.
Expandindo referencias:
Universe Today
Uma tabela do estudo mostrando o viés de uso do códon. Como previsto em sua hipótese, os resultados do estudo mostraram que os organismos nos mesocosmos fertilizados exibiam mais viés de uso de códons. Embora vários códons possam codificar o mesmo aminoácido, os organismos usaram códons que podem usar recursos mais rapidamente quando houver mais recursos disponíveis. Crédito de imagem: Okie et al; 2020.
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