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Estromatólitos de Shark Bay revelam parceria entre arqueias Asgard e bactérias

Pesquisador em equipamento de mergulho a examinar colónias artificiais de corais no mar raso.

Os micróbios deram origem a algumas das formas de vida mais antigas do planeta, embora a maioria das pessoas nem repare neles. Em águas pouco profundas, formam-se discretamente e, à primeira vista, parecem apenas rochas escuras sem grande interesse.

Essas estruturas chamam-se estromatólitos e têm vindo a influenciar a vida na Terra ao longo de milhares de milhões de anos.

Muito antes de existirem árvores ou animais, estas comunidades minúsculas já funcionavam. Contribuíram para enriquecer a atmosfera terrestre com oxigénio.

Hoje, os cientistas suspeitam que também possam ajudar a explicar como a vida passou de células simples para células complexas - as que compõem plantas, animais e seres humanos.

Parceria escondida vem à tona

No interior destas formações vivas, investigadores encontraram algo inesperado: dois organismos microscópicos a trabalhar em conjunto de uma forma que sugere como poderá ter começado a vida complexa.

Não se trata apenas de partilharem o mesmo espaço. É uma cooperação num grau que pode ter alterado o rumo da evolução.

A descoberta exigiu tempo e teimosia. Foram necessários anos de trabalho meticuloso, observação cuidadosa e persistência.

No fim, o que os cientistas observaram compensou a espera: um micróbio ligado fisicamente a uma bactéria através de estruturas finas semelhantes a tubos.

Essas ligações permitiam a troca de materiais essenciais, aumentando as hipóteses de sobrevivência de ambos.

Mais do que um berço da vida

A investigação foi coordenada pelo professor Brendan Burns, microbiologista evolutivo da Universidade de Nova Gales do Sul (UNSW Sydney).

A equipa centrou-se em estromatólitos da Shark Bay, uma área protegida na Austrália Ocidental onde estas formações ancestrais ainda hoje continuam a crescer.

“Stromatolites could be more than ‘just’ a cradle of life where early microbial life flourished,” disse o professor Burns. “They could also tell us how complex life first emerged.”

O grupo identificou um micróbio até então desconhecido, pertencente a um conjunto designado arqueias Asgard.

Acredita-se que estes organismos estejam intimamente ligados aos antepassados dos eucariotas - as células complexas que constituem toda a vida visível.

Parceria simples, mas poderosa

Durante anos, a ideia dominante tem sido que as células complexas surgiram quando duas células mais simples se associaram.

É provável que uma das células tenha englobado a outra e, em vez de a digerir, ambas estabeleceram uma parceria duradoura. Essa relação acabaria por originar as mitocôndrias, a componente celular responsável pela produção de energia.

O que faltava aos investigadores era evidência direta de como seria, na prática, uma relação deste tipo. Essa lacuna começou agora a ser preenchida.

“Isto could be a little model for how these kinds of partnerships started and ultimately formed eukaryotes,” disse o professor Burns.

As imagens obtidas no estudo mostram os dois micróbios ligados fisicamente e a trocar nutrientes como vitaminas e hidrogénio.

Cada um produzia algo de que o outro precisava - um mecanismo simples, mas com grande impacto.

Anos de tentativa e erro

Chegar a este ponto não foi imediato. “It took four or five years in the lab,” disse o professor Burns. “A lot of time, optimizing and chasing different shadows.”

Uma dificuldade destacou-se ao longo do processo: os investigadores não conseguiam cultivar as arqueias Asgard isoladamente.

“The fact that we could never get these organisms into pure culture is probably because they always depend on other organisms to survive,” observou o professor Burns.

Essa dependência pode ser precisamente a peça-chave. Indica que, para estes micróbios, a cooperação não é apenas vantajosa - pode ser indispensável.

Vida complexa a partir de micróbios simples

O avanço decisivo foi possível graças a um método de imagem avançado chamado criotomografia eletrónica. Esta técnica gera imagens 3D detalhadas numa escala extremamente pequena, até um milionésimo de milímetro.

Com esta abordagem, os cientistas visualizaram as ligações finas entre os micróbios. Também detetaram pequenas estruturas semelhantes a bolhas e sistemas complexos de tubos a estenderem-se a partir da arqueia.

Estas características poderão estar envolvidas na forma como os organismos comunicam e partilham recursos.

O professor Debnath Ghosal, da Universidade de Melbourne, sublinhou a relevância do trabalho.

“This discovery brings us a few steps closer towards understanding how complex cells evolved from relatively simpler microbial life forms,” disse o professor Ghosal.

Um olhar mais profundo sobre a biologia antiga

O estudo não se limitou às imagens. Os investigadores recorreram também a computação avançada para compreender melhor o que se passa dentro destes micróbios.

“We used this to predict the structures of proteins in these microbes,” disse a professora Katharine A. Mitchie. “And that’s exciting because we can start to see ancient versions of the cellular machinery that later became central to complex life.”

Em conjunto, estes resultados sugerem que alguns componentes fundamentais das células modernas já estavam a começar a formar-se há milhares de milhões de anos, ocultos no interior destas pequenas parcerias.

Uma ligação viva ao passado

O professor Iain Duggin, da Universidade de Tecnologia de Sydney, refletiu sobre a dimensão mais ampla do achado.

“It’s if we have slowly arisen from the bottom of the sea,” disse o professor Duggin.

A imagem é poética, mas está ancorada nos dados: micróbios a viver em ambientes exigentes e a dependerem uns dos outros podem representar um passo inicial no caminho que conduziu a toda a vida complexa.

A nova arqueia descoberta recebeu o nome Nerearchaeum marumarumayae. A designação junta uma referência a um antigo deus grego do mar a uma palavra da língua malgana que significa “lar antigo”.

O processo de atribuição do nome incluiu uma consulta próxima com comunidades indígenas locais, cuja ligação ao território remonta a cerca de 30 000 anos.

A vida avançou através da cooperação

O estudo aponta para uma ideia simples, mas com implicações profundas: a vida não evoluiu em isolamento; progrediu graças à cooperação.

“Part of what makes this exciting is that it’s not just discovery, but connection. Not just across many years, but at a time when these fragile ecosystems face mounting threats from climate change and human activity,” disse o professor Burns.

“Those microbes remind us that even the smallest partners can leave the deepest mark on our history.”

A mensagem torna-se evidente: mesmo à escala mais pequena, trabalhar em conjunto pode moldar o futuro de formas que perduram durante milhares de milhões de anos.

O estudo completo foi publicado na revista Current Biology.

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