Uma equipe internacional de pesquisadores liderada pela Queen Mary University of London descobriu que microorganismos enterrados em sedimentos sob o fundo do mar podem sobreviver com menos energia do que se sabia anteriormente para sustentar a vida. O estudo tem implicações para a compreensão do limite da vida na Terra e o potencial de vida em outros lugares.

O estudo, publicado no jornal Avanços da Ciência , usa dados do fundo do mar para construir modelos inovadores que dividem os oceanos em centenas de milhares de células de grade individuais. Uma imagem global da biosfera submarina foi então montada, incluindo as principais formas de vida e processos biogeoquímicos.

Ao combinar dados sobre a distribuição e as quantidades de carbono e vida microbiana contidos na biosfera profunda da Terra com a taxa de reações biológicas e químicas, os pesquisadores foram capazes de determinar o consumo de 'energia' de células microbianas individuais - em outras palavras - a taxa em que utilizam a energia. Toda a vida na Terra usa energia constantemente para se manter ativa, sustentar o metabolismo, e realizar funções essenciais, como crescimento, e a reparação e substituição de biomoléculas.

Os resultados mostram que os micróbios do fundo do mar sobrevivem usando muito menos energia do que jamais foi mostrado para sustentar qualquer forma de vida na Terra. Ao esticar os limites habitáveis ​​da vida para abranger ambientes de baixa energia, os resultados podem informar estudos futuros de onde, quando e como a vida surgiu em uma Terra primitiva hostil, e onde a vida pode estar localizada em outro lugar do sistema solar.

Dr. James Bradley, O professor de Ciências Ambientais do Queen Mary disse:"Quando pensamos sobre a natureza da vida na Terra, tendemos a pensar sobre as plantas, animais, algas microscópicas, e bactérias que prosperam na superfície da Terra e dentro de seus oceanos - constantemente ativas, crescendo e se reproduzindo. No entanto, aqui mostramos que toda uma biosfera de microrganismos - tantas células quantas as contidas em todos os solos ou oceanos da Terra, mal têm energia suficiente para sobreviver. Muitos deles estão simplesmente existindo em um estado principalmente inativo - não crescendo, não dividindo, e não evoluindo. Esses micróbios usam menos energia do que pensávamos ser possível para sustentar a vida na Terra.

"O ser humano médio usa cerca de 100 watts de potência, o que significa que eles queimam aproximadamente 100 joules de energia a cada segundo. Isso é aproximadamente equivalente à potência de um ventilador de teto, uma máquina de costura, ou duas lâmpadas padrão. Calculamos que o micróbio médio preso em sedimentos oceânicos profundos sobrevive com cinquenta bilhões de bilhões de vezes menos energia do que um ser humano. "

Jan Amend, Diretor do Centro de Investigações da Biosfera de Energia Escura (C-DEBI) da University of Southern California, e coautor do estudo, disse "Estudos anteriores da vida no subseafloor - e houve muitos bons - focados predominantemente em quem está lá, e quanto está lá. Agora estamos nos aprofundando nas questões ecológicas:o que está fazendo, e quão rápido está fazendo isso? Compreender os limites de poder da vida estabelece uma linha de base essencial para a vida microbiana na Terra e em outros lugares. "

As descobertas levantam questões fundamentais sobre nossas definições do que constitui a vida, bem como os limites da vida na Terra, e em outros lugares. Com tão pouca energia disponível, é improvável que os organismos sejam capazes de se reproduzir ou se dividir, mas, em vez disso, use essa quantidade minúscula de energia para 'manutenção' - substituindo ou consertando suas peças danificadas. É provável, Portanto, que muitos dos micróbios encontrados em grandes profundidades sob o fundo do mar são remanescentes de populações que habitavam áreas costeiras rasas há milhares a milhões de anos. Ao contrário dos organismos na superfície da Terra, que operam em escalas de tempo curtas (diárias e sazonais) de acordo com o Sol, é provável que esses micróbios profundamente enterrados existam em escalas de tempo muito mais longas, como o movimento das placas tectônicas, e mudanças nos níveis de oxigênio do oceano e circulação.

A pesquisa também lança luz sobre como os micróbios interagem com processos químicos que ocorrem nas profundezas do fundo do mar. Embora o oxigênio forneça a maior quantidade de energia para os micróbios, é extremamente escasso - presente em menos de 3 por cento dos sedimentos.

Sedimentos anóxicos, Contudo, são muito mais difundidos, geralmente contendo microorganismos que obtêm energia gerando metano - um potente gás de efeito estufa. Apesar de estar praticamente inativo, as células microbianas contidas nos sedimentos marinhos da Terra são tão numerosas, e sobreviver ao longo de escalas de tempo extraordinariamente longas, que atuam como um importante condutor dos ciclos de carbono e nutrientes da Terra - afetando até mesmo a concentração de CO2 na atmosfera da Terra ao longo de milhares a milhões de anos.

"Os resultados da pesquisa questionam não apenas a natureza e os limites da vida na Terra, mas em outras partes do Universo, "acrescentou o Dr. Bradley." Se existe vida em Marte ou na Europa, por exemplo, provavelmente se refugiaria na subsuperfície desses corpos planetários de energia limitada. Se os micróbios precisassem de apenas alguns zeptowatts de energia para sobreviver, pode haver restos de vida existente, há muito adormecido, mas ainda tecnicamente "vivo", abaixo de sua superfície gelada. "