Fontes de energia antigas: microbiologistas decifram a vida no passado

Fontes de energia antigas: microbiologistas decifram a vida no passado

Uma equipe interdisciplinar de microbiologistas e geólogos fez progressos significativos no estudo das primeiras formas de vida na Terra. Num artigo recentemente publicado na revista Nature Ecology & Evolution, os cientistas documentam as suas experiências de laboratório que simularam condições que existiam na Terra há cerca de quatro mil milhões de anos. O foco do estudo foram as “fumantes negras” – fontes hidrotermais que ocorrem nas profundezas dos oceanos. Este ambiente pode ter desempenhado um papel crucial no surgimento da vida porque abriga processos químicos únicos.

Nos experimentos, os pesquisadores criaram os chamados “jardins químicos” que representam versões em miniatura dos fumantes negros. Estas estruturas artificiais permitem recriar reações químicas que ocorrem no fundo do mar, particularmente a reação entre o ferro e o enxofre que leva à formação de minerais de sulfureto de ferro. Isso produz gás hidrogênio (H2), uma fonte potencial de energia para microrganismos. Esta produção de hidrogénio pode ter sido importante para apoiar os micróbios que dele necessitam para produzir metano.

Crescimento de archaea em ambientes simulados

Uma preocupação central do estudo foi perceber se o gás hidrogénio produzido em laboratório é suficiente para permitir o crescimento de archaea metanogénicas. Estes micróbios especiais são capazes de produzir metano, fornecendo pistas sobre as primeiras formas de vida. A equipe testou o crescimento de archaea metanogênicas em condições livres de oxigênio no Chemical Gardens.

Methanocaldococcus jannaschii foi escolhido como organismo modelo para os experimentos. Os resultados foram reveladores: as archaea apresentaram crescimento exponencial e genes superexpressos responsáveis ​​pelo metabolismo do acetil-CoA. Esta capacidade dos micróbios de utilizarem o gás hidrogénio como fonte de energia demonstra a adaptabilidade das primeiras formas de vida a ambientes extremos.

Significado dos resultados para a compreensão da Terra primitiva

A pesquisa mostra que as células permaneceram próximas às partículas de mackinawite, o que é consistente com descobertas geológicas feitas em antigas fontes hidrotermais. Esta descoberta sugere que as reações químicas que ocorrem durante a precipitação dos minerais de sulfeto de ferro geraram energia suficiente para as primeiras células sobreviverem. Os autores do estudo argumentam que esta forma de metanogênese do hidrogênio pode representar o método evolutivamente mais antigo conhecido de produção de energia.

Ao combinar resultados experimentais e evidências geológicas, este estudo contribui para a compreensão geral do surgimento da vida na Terra. As descobertas também poderão fornecer a base para pesquisas futuras sobre a vida em ambientes extremos em outros corpos celestes. Mais informações sobre os antecedentes e detalhes desta pesquisa podem ser encontradas no site da Universidade de Regensburgo, IMW Mainz e Nature.com encontrar.