Mais de 16 km no interior do Parque Nacional de Yellowstone, na beira da caldeira, vive uma comunidade de altitude tão diversa que os cientistas da Montana State University chamam de "incrível, único e verdadeiramente estranho. "

A comunidade de microrganismos vive em uma fonte termal azul safira 8, 600 pés acima do nível do mar na divisão continental. É uma piscina onde os gases vulcânicos sobem para se misturar com o derretimento da neve e a água da chuva, um fenômeno que permite níveis excepcionalmente altos de diversidade, disse Dan Colman, professor assistente de pesquisa no Departamento de Microbiologia e Imunologia da Faculdade de Agricultura e da Faculdade de Letras e Ciências.

Colman encontrou mais biodiversidade microbiana em uma amostra do tamanho de uma unha do que estaria presente se alguém combinasse toda a biodiversidade animal e vegetal em Yellowstone. Alguns eram Bactérias e outros eram Archaea, dois dos três domínios da vida, e menos da metade deles havia sido detectada antes em sistemas hidrotérmicos. Alguns podem até ser parentes modernos de micróbios antigos, potencialmente oferecendo lições sobre a vida na Terra primitiva e o potencial de vida em outros planetas.

"Achamos que este trabalho tem algumas implicações bastante amplas que se estendem por várias disciplinas, "disse Colman, autor principal de um artigo científico que explica as descobertas da MSU na fonte termal conhecida como Smoke Jumper 3 ou SJ3.

O artigo foi publicado em 8 de fevereiro no jornal online Nature Communications . Os co-autores foram o professor associado Eric Boyd e a estudante de doutorado Melody Lindsay, ambos no Departamento de Microbiologia e Imunologia.

Boyd disse que o papel é único por não apenas descrever a diversidade encontrada em uma fonte termal; também explica as condições que permitiram que essa diversidade se desenvolvesse e fosse mantida.

"Muitas pessoas estão interessadas em descobrir a diversidade. Esse é o objetivo final. É admirável, "Boyd disse." O que Dan queria saber é por quê. Por que temos tanta diversidade, e por que algumas fontes são mais diversas do que outras? "

Colman atribui essa diversidade à geoquímica única da Smoke Jumper Geyser Basin, especialmente SJ3. Ele disse que SJ3 é o lugar perfeito para começar a entender como os processos geológicos levam a gases vulcânicos elevados em sistemas hidrotérmicos e como isso, por sua vez, suporta vida microbiana que é dependente de fontes químicas de energia em vez de energia luminosa.

“Mostramos que é devido à sua localização geográfica e, para não mencionar, que fica no topo de um dos maiores vulcões ativos do mundo, "disse ele." SJ3 está localizado em uma altitude elevada na Divisão Continental, características que evitam que os aquíferos de água hidrotérmica profundos cheguem a esta área. "

Colman disse que o SJ3 e outras fontes semelhantes são alimentadas por grandes volumes de gases vulcânicos gerados pela ebulição das águas hidrotermais à medida que sobem em direção à superfície. Esses gases podem se misturar com águas próximas à superfície, como chuvas recentes ou neve derretida.

Ele notou que o gás vulcânico que termina em SJ3 é muito diferente dos gases que estão presentes em nossa atmosfera por lhe faltar oxigênio. Em vez, o gás vulcânico é enriquecido em hidrogênio, metano e monóxido de carbono, enquanto a água que infiltra é muito oxidada, ou rico em oxigênio. A mistura desses diferentes tipos de fluidos provavelmente aumenta as condições que podem suportar a vida microbiana, levando a uma maior diversidade e fornecendo novas oportunidades para tirar proveito de seu ambiente "gasoso".

Comparando SJ3 a um buffet, Colman disse, "Assim como uma maior variedade de alimentos atrai mais e diferentes tipos de pessoas, o mesmo acontece com uma fonte termal que oferece uma variedade de condições químicas. "

Então, por que os pesquisadores da MSU se concentraram nesta fonte termal em particular, quando Yellowstone tem 14, 000 fontes termais que eles poderiam ter investigado?

Há muito interessado no papel do hidrogênio no suporte de micróbios que obtêm sua energia de produtos químicos em vez de luz, Boyd disse que as fontes termais Smoke Jumper e outras fontes termais do parque foram pesquisadas na década de 1920 e no início da de 1930 por cientistas do Carnegie Institute of Washington. Eles publicaram suas descobertas em 1935, e, posteriormente, o trabalho do U.S. Geological Survey apontou para volumes especialmente altos de gás vulcânico na Smoke Jumper Geyser Basin. Sabendo disso, Boyd e outras quatro pessoas passaram um dia em Yellowstone em julho de 2014, coleta de amostras de SJ3 e três fontes termais próximas.

"Só de olhar para uma fonte termal não significa necessariamente a sua biodiversidade, "Boyd disse." Mas assim que medimos o pH da primavera e fizemos outras medições, sabíamos que estávamos experimentando uma fonte única. "

Colman disse que levou cerca de mais três anos para executar os testes de sequenciamento genético e analisar os resultados que revelaram a diversidade da comunidade microbiana. A maioria das fontes termais contém alguns tipos de organismos microbianos. Este reuniu representantes de quase metade de todos os grupos conhecidos de microrganismos que vivem na Terra, incluindo dezenas e dezenas de linhagens de bactérias e arquea não cultivadas.

"Além disso, muitas das linhagens que detectamos em SJ3 recentemente atraíram atenção significativa devido ao seu potencial para informar sobre a evolução da metanogênese (a criação biológica do metano), além de tipos previamente desconhecidos de metanógenos, e linhagens microbianas de ramificação profunda associadas a ambientes subterrâneos e muitas outras linhagens enigmáticas, ", Disse Colman." É provável que estudos adicionais de tais sistemas e dos organismos intrigantes dentro deles forneçam informações adicionais importantes sobre a ecologia microbiana e lançarão uma nova luz sobre seu papel na evolução dos processos biogeoquímicos. "