Micróbios no fundo do oceano podem produzir oxigênio sem luz solar. Esta descoberta pode ser impactante

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Créditos: Lewis Mulatero / Stone / Getty Images.

Por David Nield
Publicado na ScienceAlert

Para a maior parte da vida na Terra, o oxigênio é essencial, e a luz solar geralmente é necessária para produzir esse oxigênio. Mas em uma reviravolta emocionante, os pesquisadores pegaram um micróbio comum que vive no oceano quebrando todas as regras.

Os cientistas descobriram que um micróbio chamado Nitrosopumilus maritimus e vários de seus primos, chamados de arqueias oxidantes de amônia (AOA), são capazes de sobreviver em ambientes escuros e com pouco oxigênio, produzindo oxigênio por conta própria. Eles fazem isso usando um processo biológico que não foi visto antes.

Embora tenha sido estabelecido anteriormente que esses micróbios podem viver em ambientes onde o oxigênio é escasso, o que não ficou claro é o que eles fazem lá – e como eles permanecem vivos por tanto tempo. Essa foi a inspiração por trás desta nova pesquisa.

“Esses carinhas são realmente abundantes nos oceanos, onde desempenham um papel importante no ciclo do nitrogênio”, disse a microbiologista Beate Kraft, da Universidade do Sul da Dinamarca. “Para isso, eles precisam de oxigênio, então tem sido um enigma de longa data por que eles também são muito abundantes em águas onde não há oxigênio. Nós pensamos, eles simplesmente ficam por aí sem função alguma? Eles são algum tipo de célula fantasma?”

Recolha um balde de água do mar do oceano, e 1 em cada 5 células será um desses organismos – isso é o quão comum eles são. Aqui, os pesquisadores removeram os micróbios de seu habitat natural e os transferiram para o laboratório.

A equipe queria examinar mais de perto o que aconteceria quando todo o oxigênio disponível acabasse e não houvesse luz solar para produzir novo oxigênio. O mesmo cenário acontece quando N. maritimus se move de águas ricas em oxigênio para águas pobres em oxigênio.

O que eles descobriram foi algo inesperado: os microrganismos produziram seu próprio oxigênio para criar nitrito, com gás nitrogênio (dinitrogênio) como subproduto.

“Vimos como eles consumiram todo o oxigênio da água e, para nossa surpresa, em poucos minutos, os níveis de oxigênio começaram a aumentar novamente”, disse o geobiólogo Don Canfield, da Universidade do Sul da Dinamarca. “Isso foi muito emocionante”.

No momento, os pesquisadores não têm certeza de como os micróbios estão realizando esse truque, e a quantidade de oxigênio produzida parece ser relativamente pequena (apenas o suficiente para sua própria sobrevivência) – mas parece ser diferente dos poucos processos de geração de oxigênio sem luz solar que já conhecemos.

O que essa nova maneira mostra é que a produção de oxigênio do N. maritimus está ligada à sua produção de nitrogênio gasoso. Os micróbios estão de alguma forma convertendo amônia (NH3) em nitrito (NO2) – um processo que eles usam para metabolizar energia – em um ambiente com pouco oxigênio.

Por sua vez, isso exige que eles produzam seu próprio oxigênio, do qual a equipe detectou vestígios, juntamente com o subproduto do gás nitrogênio (N2).

Esse processo remove o nitrogênio biodisponível do ambiente – e isso é algo novo no ciclo do nitrogênio, que sustenta todos os ecossistemas. Essa descoberta pode ter consequências “de longo alcance”, e isso precisa de mais investigação.

“Se esse estilo de vida é difundido nos oceanos, certamente nos força a repensar nossa compreensão atual do ciclo do nitrogênio marinho”, disse Kraft.

“Meu próximo passo é investigar o fenômeno que vimos em nossas culturas de laboratório em águas sem oxigênio em vários pontos oceânicos ao redor do mundo”.

A pesquisa foi publicada na revista Science.