Micróbios muito abaixo do fundo do mar dependem de reciclagem para sobreviver

O exame detalhado de rochas aninhadas a milhares de metros abaixo do fundo do oceano revelou vida em rochas plutônicas da crosta oceânica inferior. É mostrado aqui um mosaico fotomicrográfico de seção fina de uma das amostras. (Foto de Frieder Klein, © Instituto Oceanográfico Woods Hole)

Cientistas da Instituição Oceanográfica de Woods Hole (WHOI) revelam como os microrganismos podem sobreviver em rochas aninhadas a milhares de metros abaixo do fundo do oceano, na crosta oceânica mais baixa, em um estudo publicado em 11 de março na Nature. A primeira análise do RNA mensageiro - material genético contendo instruções para a produção de diferentes proteínas - a partir desta região remota da Terra, juntamente com medidas de atividades enzimáticas, microscopia, culturas e análises de biomarcadores, fornece evidências de uma baixa biomassa, mas uma comunidade diversa de micróbios que inclui heterotróficos que obtêm seu carbono de outros organismos vivos (ou mortos).

"Organismos que procuram uma existência muito abaixo do fundo do mar vivem em um ambiente hostil", diz o Dr. Paraskevi (Vivian) Mara, bioquímico do WHOI e um dos principais autores do artigo. Recursos escassos chegam ao fundo do mar através da água do mar e de fluidos subterrâneos que circulam através de fraturas na rocha e transportam compostos inorgânicos e orgânicos. 

Para ver que tipos de micróbios vivem nesses extremos e o que eles fazem para sobreviver, os pesquisadores coletaram amostras de rochas da crosta oceânica inferior durante três meses a bordo da Expedição 360 do International Ocean Discovery Program . O navio de pesquisa viajou para um cume subaquático chamado Atlantis Bank, que atravessa o sul do Oceano Índico. Lá, a atividade tectônica expõe a crosta oceânica mais baixa no fundo do mar, "fornecendo acesso conveniente a um reino, de outra forma em grande parte inacessível", escrevem os autores.

Os pesquisadores vasculharam as rochas em busca de material genético e outras moléculas orgânicas, realizaram contagens de células e cultivaram amostras em laboratório para ajudar na busca pela vida. "Nós aplicamos um coquetel de métodos completamente novo para realmente tentar explorar essas amostras preciosas o mais intensamente possível", diz a Dra. Virginia Edgcomb, microbiologista da WHOI, a PI principal do projeto e coautora do artigo . "Juntos, os dados começam a pintar uma história."

Os pesquisadores Benoit Ildefonse (esquerda) da Universidade de Montpellier e Virginia Edgcomb da WHOI selecionam uma amostra para microbiologia durante a expedição no Atlantis Bank, Oceano Índico. (Foto de Jason Sylvan, TAMU)

Ao isolar o RNA mensageiro e analisar a expressão de genes - as instruções para diferentes processos metabólicos - os pesquisadores mostraram evidências de que microorganismos  muito abaixo do oceano expressam genes para uma variedade diversa de estratégias de sobrevivência. Alguns micróbios pareciam ter a capacidade de armazenar carbono em suas células, para que pudessem estocar por períodos de escassez. Outros tinham indicações de que poderiam processar nitrogênio e enxofre para gerar energia, produzir vitamina E e B12, reciclar aminoácidos e extrair carbono de compostos difíceis de quebrar, chamados hidrocarbonetos poliaromáticos. "Eles parecem muito frugal", diz Edgcomb. 

Essa visão rara da vida nos confins da terra estende nossa visão do ciclo do carbono sob o fundo do mar , diz Edgcomb. "Se você observar o volume da biosfera profunda, incluindo a crosta oceânica mais baixa, mesmo a uma taxa metabólica muito lenta, isso pode significar quantidades significativas de carbono". 

Este trabalho foi apoiado pela National Science Foundation. A equipe de pesquisa também incluiu colegas da Universidade de Tongji, Universidade de Bremen, Universidade A&M do Texas, Université de Brest e Scripps Institution of Oceanography.

A Woods Hole Oceanographic Institution é uma organização privada, sem fins lucrativos, em Cape Cod, Massachusetts, dedicada à pesquisa marinha, engenharia e ensino superior. Estabelecida em 1930 por recomendação da Academia Nacional de Ciências, sua principal missão é entender o oceano e sua interação com a Terra como um todo, e comunicar uma compreensão básica do papel do oceano no ambiente global em mudança.

A pesquisa foi publicada na  Nature .

Fonte - Woods Hole Oceanographic Institution

Diagram of oceanic crust at the Atlantis Bank drill site. (Li et al., Nature, 2020)