Abaixo da superfície verdejante e do solo orgânico rico, a vida se estende por quilômetros na crosta rochosa profunda da Terra. A profunda subsuperfície continental é provavelmente um dos maiores reservatórios de bactérias e arquéias da Terra, muitos formando biofilmes - como um revestimento microbiano da superfície da rocha. Esta população microbiana sobrevive sem luz ou oxigênio e com fontes mínimas de carbono orgânico, e pode obter energia comendo ou respirando minerais. Distribuído por toda a subsuperfície profunda, esses biofilmes podem representar 20-80% da biomassa bacteriana e arquea na subsuperfície continental de acordo com a estimativa mais recente. Mas essas populações microbianas estão espalhadas uniformemente nas superfícies das rochas, ou preferem colonizar minerais específicos nas rochas?

Para responder a esta pergunta, pesquisadores da Northwestern University em Evanston, Illinois, conduziu um estudo para analisar o crescimento e distribuição de comunidades microbianas em configurações de subsuperfície continental profunda. Este trabalho mostra que a composição mineral da rocha hospedeira impulsiona a distribuição do biofilme, produzindo "pontos críticos" de vida microbiana. O estudo foi publicado em Fronteiras em Microbiologia.

Pontos críticos de vida microbiana

Para realizar este estudo, os pesquisadores foram 1,5 km abaixo da superfície no Deep Mine Microbial Observatory (DeMMO), localizado dentro de uma antiga mina de ouro agora conhecida como Sanford Underground Research Facility (SURF), localizado em Lead, Dakota do Sul. Lá, abaixo do solo, os pesquisadores cultivaram biofilmes em rochas nativas ricas em ferro e minerais contendo enxofre. Depois de seis meses, os pesquisadores analisaram a composição microbiana e as características físicas de biofilmes recém-cultivados, bem como suas distribuições usando microscopia, espectroscopia e abordagens de modelagem espacial.

As análises espaciais realizadas pelos pesquisadores revelaram hotspots onde o biofilme era mais denso. Esses pontos de acesso se correlacionam com grãos de minerais ricos em ferro nas rochas, destacando algumas preferências minerais para a colonização de biofilme. "Nossos resultados demonstram a forte dependência espacial da colonização do biofilme sobre os minerais nas superfícies das rochas. Acreditamos que essa dependência espacial se deva aos micróbios obtendo sua energia dos minerais que colonizam." explica Caitlin Casar, primeiro autor do estudo.

Pesquisa futura

Completamente, esses resultados demonstram que a mineralogia da rocha hospedeira é um fator chave na distribuição do biofilme, o que poderia ajudar a melhorar as estimativas da distribuição microbiana da profunda subsuperfície continental da Terra. Mas os principais estudos intraterrestres também podem informar outros tópicos. "Nossas descobertas podem informar a contribuição dos biofilmes para os ciclos globais de nutrientes, e também têm implicações astrobiológicas, pois essas descobertas fornecem informações sobre as distribuições de biomassa em um sistema análogo a Marte ", diz Caitlin Casar.

De fato, vida extraterrestre pode existir em ambientes subsuperficiais semelhantes, onde os microrganismos são protegidos da radiação e de temperaturas extremas. Marte, por exemplo, tem uma composição rica em ferro e enxofre semelhante às formações rochosas de DeMMO, que agora sabemos que são capazes de conduzir a formação de hotspots microbianos abaixo do solo.