O animal que consegue sobreviver sem oxigênio:vbet zerkalo

Durante uma década, Roberto Danovaro, da Universidade Politécnicavbet zerkaloMarche (Itália), e seus colegas se arrastaram pelas profundidades da Atalante. Ela fica a 3,5 km abaixo da superfície, cercavbet zerkalo200 km da costa oestevbet zerkaloCreta. A parte interna da Bacia é completamente destituídavbet zerkalooxigênio porque os depósitos antigosvbet zerkalosal enterrados abaixo do solo do mar foram dissolvidos no oceano, deixando a água ainda mais densa e salgada.

A água densa não se mistura com o solo abaixo dela, geralmente ricovbet zerkalooxigênio, e fica presavbet zerkalopedaçosvbet zerkalosolo marinho. A água livrevbet zerkalooxigênio está lá há maisvbet zerkalo50 mil anos.

Pelo fato da lama no fundo da Baciavbet zerkaloAtalante ser completamente desprovidavbet zerkalooxigênio, os pesquisadores não esperavam encontrar "formasvbet zerkalovida evoluídas" - o que basicamente significa animais - vivendo lá. Mas eles encontraram até três novas espéciesvbet zerkaloloriciferas que aparentemente vivem na lama.

E não é apenas com a ausênciavbet zerkalooxigênio que esses criaturas precisam lidar. Loriciferas são cercadosvbet zerkalosulfetos venenosos e vivemvbet zerkalouma água tão salgada que células normais secariam e virariam cascas.

"Quando os vimos pela primeira vez não conseguimos acreditar", diz Danovaro. "Antes desse estudo, apenas duas espécies (de loriciferas) haviam sido descobertas no fundo do Mediterrâneo. Havia mais organismosvbet zerkalo10 centímetrosvbet zerkalobacia anóxica do que no restovbet zerkalotodo o Mar Mediterrâneo!"

Mas a maior surpresa foi o fatovbet zerkaloque esses minúsculos animais conseguir viver completamente sem oxigênio.

"Nós sabíamos que alguns animais, como as tênias, nematódeos parasitas, conseguem viver partevbet zerkalosuas vidas sem oxigênio, vivendo no intestino", diz Danovaro. "No entanto, elas não passam seu ciclovbet zerkalovida inteiro assim. Nossa descoberta contesta todos os pensamentos e suposições sobre o metabolismo dos animais".

Ele diz que esse fato fez com que outros cientistas tivessem dificuldades para acreditar emvbet zerkalodescoberta. "Na verdade nem mesmo nós acreditamosvbet zerkaloprimeira. Levamos 10 anos para confirmar atravésvbet zerkaloexperimentos que os animais estavam realmente vivendo sem oxigênio".

Não foi fácil colocar esses experimentosvbet zerkaloprática. Os cientistas não conseguiam trazer os animais para a superfície porque a viagem os mataria instantaneamente. A única coisa que eles poderiam fazer era testar se havia sinaisvbet zerkalovida animal no solo marinho.

Os testes indicaram que moléculas fluorescentes que só sobrevivem atravésvbet zerkalocélulas vivas foram integradas aos corpos dos loriciferas. Os cientistas também usaram uma mancha que reage apenas com a presençavbet zerkaloenzimas ativas. A mancha reagiu com os loriciferas da Bacia, mas não com os restos mortosvbet zerkalooutros animais microscópicos encontrados no Atalante.

Além disso, alguns dos loriciferas pareciam ter ovosvbet zerkaloseus corpos, uma sugestãovbet zerkaloque eles estavamvbet zerkalofasevbet zerkaloreprodução. Outros loriciferas foram encontrados no processovbet zerkalosair da casca e entrar na fasevbet zerkalomuda, outra indicaçãovbet zerkaloque eles estavam vivos.

Por fim, os loriciferasvbet zerkaloAtalante estavam completamente intactos e sem sinaisvbet zerkalodecomposição, diferentementevbet zerkalooutros animais microscópicos encontrados pelos pesquisadores no ambiente salgado e desprovidovbet zerkalooxigênio.

Após esse trabalho cuidadoso, Danovaro e seus colegas tornaram públicas suas descobertas: os loriciferas estavam,vbet zerkalofato, vivendovbet zerkaloum ambiente completamente sem oxigênio. Seu artigo, publicadovbet zerkalo2010 na revista BMC Biology, foi um fenômeno.

Mesmo assim, outros pesquisadores não ficaram convencidos. Um segundo grupo visitou o Mediterrâneovbet zerkalo2011 para examinar por conta própria os loriciferas e seu ambiente incomum. Suas descobertas, publicadasvbet zerkalo2015, questionam a ideiavbet zerkaloque os loriciferas realmente vivem sem oxigênio.

Joan Bernhard, da Instituição Oceanográficavbet zerkaloWoods Hole,vbet zerkaloMassachisetts (EUA) liderou a segunda equipe. Ela e seus colegas coletaram amostrasvbet zerkalolama e água da superfície logo acima das piscinas anóxicasvbet zerkaloAtalante. Devido a dificuldades técnicas, as próprias piscinas eram densas demais para que as máquinas operadas remotamente pudessem penetrá-las.

O grupo descobriu as mesmas espéciesvbet zerkaloloriciferas descobertos por Danovaro. Mas esses loriciferas viviamvbet zerkaloambientes com níveis normaisvbet zerkalooxigênio e nas camadas mais acima do sedimento acima das piscinas anóxicas, que tinham níveis baixosvbet zerkalooxigênio.

Quanto mais próximas das baciasvbet zerkaloágua anóxica as amostras dos pesquisadores chegavam, menos loriciferas vivos eles encontravam.

Bernhard afirma que é extremamente improvável que os loriciferas tenham se adaptado para viver tanto nas áreas completamente sem oxigênio e com muito sal e tambémvbet zerkaloambientes com muito oxigênio e níveis normaisvbet zerkalosal.

Em vez disso,vbet zerkaloequipe acredita que cadáveresvbet zerkaloloriciferas mortos poderiam ter flutuado até os sedimentos lamacentos da Bacia do Atalante, e lá eles teriam sido habitados por bactérias "violadorasvbet zerkalocadáveres".

Muitas espéciesvbet zerkalobactérias são conhecidas porvbet zerkalocapacidadevbet zerkaloviver sem oxigênio e elas poderiam ter incorporado marcadores biológicos dos corpos dos loriciferas, potencialmente levando Danovaro e seus colegas a acreditar falsamente que os loriciferas estavam vivos.

No entanto,vbet zerkalojunhovbet zerkalo2016, Danovaro evbet zerkaloequipe voltaram a lutar contra essa hipótese alternativa. Eles dizem que o timevbet zerkaloBernhard não poderia ter certezavbet zerkaloque os loriciferas não vivem ali porque eles não apanharam amostrasvbet zerkalolama das áreas da Bacia que estão permanentemente sem oxigênio.

O grupovbet zerkaloDanovaro também argumenta que, se os pequenos animais realmente estivessem mortos e habitados por bactérias, isso ficaria óbviovbet zerkaloum exame no microscópio. Mas os loriciferas não apresentaram sinaisvbet zerkalodecomposição por micróbios. Além disso, nenhuma bactéria foi encontrada vivendo dentro dos loriciferas e uma tinta usada para manchar um tecido vivo marcou todas as partes dos corpos dos loriciferas, não apenas das partes onde as bactérias provavelmente colonizariam um animal morto.

Por último, eles dizem que as camadas mais espessas dos depósitosvbet zerkalolama antiga reforçam seu argumento. "Nós pudemos provar que esses animais estavam presentesvbet zerkalodiferentes camadas na lama", afirma Danovaro. "Algumas das camadas tinham vários milharesvbet zerkaloanos e, portanto, se esses animais estivessem mortos apenas sendo preservados, é um tanto improvável que os animaisvbet zerkalouma lamavbet zerkalo3,000 anos fossem apenas mantidos como aqueles que vivem na superfície. A explicação mais provável é que os animais conseguem penetrar sedimentos, nadar e fazer impulso para afundar".

Mas então por que há tamanha controvérsia sobre a possibilidadevbet zerkaloanimais viverem sem oxigênio?

Ninguém duvidaria que uma bactéria consegue viver sem oxigênio, por exemplo. Por que parece tão improvável que animais consigam fazer isso?

Para responder essas perguntas é preciso explicar por que animais como nós respiramos oxigênio, para começovbet zerkaloconversa. Todas as formasvbet zerkalovida na Terra precisam gerar energia para comer, reproduzir, crescer e se mover. Essa energia vemvbet zerkaloformavbet zerkaloelétrons, as mesmas partículas negativas que são movimentadas atravésvbet zerkalofios elétricos que carregam seu laptop.

O desafio para toda a vida na Terra é o mesmo, seja um vírus, uma bactéria ou um elefante: você precisa achar uma fontevbet zerkaloelétrons e um lugar para despejá-los a fimvbet zerkalocompletar o ciclo.

Os animais conseguem seus elétrons através do açúcar nos alimentos ingeridos. Esses elétrons são liberados e se misturam com o oxigêniovbet zerkalouma sérievbet zerkaloreações químicas que acontecem dentro das células animais. Essa correntevbet zerkaloelétrons é o que dá energia para os corpos dos animais.

A atmosfera e os oceanos da Terra estão repletosvbet zerkalooxigênio e a natureza reativa do elemento significa que ele está sempre pronto para roubar elétrons. Para os animais, o oxigênio é uma escolha natural para um despejovbet zerkaloelétrons.

No entanto, o oxigênio nem sempre foi tão abundante como ele é hoje. Nos primórdios da Terra, a atmosfera era densa e tinha um nevoeirovbet zerkalodióxidovbet zerkalocarbono, metano e amônia. Quando a primeira faíscavbet zerkalovida foi iniciada, havia pouco oxigênio por ali. Na verdade, os níveisvbet zerkalooxigênio nos oceanos provavelmente eram muito baixos até cercavbet zerkalo600 milhõesvbet zerkaloanos atrás - mais ou menos na épocavbet zerkaloque os animais apareceram pela primeira vez.

Isso significa que formasvbet zerkalovida mais velhas e primitivas evoluíram para usar outros elementos como seu aterrovbet zerkaloelétrons.

Muitas dessas formasvbet zerkalovida, como as bactérias e as arqueias, ainda vivem sem oxigênio hoje. Elas prosperamvbet zerkalolocais com pouco oxigênio, por exemplo na lama ou pertovbet zerkaloaberturas geotermais. Em vezvbet zerkalopassar elétrons para o oxigênio, algumas dessas criaturas conseguem transmitir seus elétrons para metais como ferro, o que significa que elas conseguem conduzir eletricidade com eficiência. Outras conseguem respirar enxofre ou até mesmo hidrogênio.

A única coisavbet zerkalocomum entre essas formasvbet zerkalovida independentesvbet zerkalooxigênio évbet zerkalosimplicidade. Todos eles consistemvbet zerkaloapenas uma célula. Até a descoberta dos loriciferasvbet zerkalo2010, não havia sido descoberta nenhuma forma complexavbet zerkalovida capazvbet zerkaloviver sem oxigênio. Por quê?

De acordo com Danovaro, há duas razões principais. A primeira é que respirar oxigênio évbet zerkalolonge a melhor formavbet zerkalogerar energia. "Complexidade e organização requerem oxigênio porque é muito mais eficiente para a produçãovbet zerkaloenergia", diz.

Quando os níveisvbet zerkalooxigênio aumentaram, centenasvbet zerkalomilhõesvbet zerkaloanos atrás, foi como se um freio nas ambições evolucionistas fosse retirado. Um grupovbet zerkaloformasvbet zerkalovida chamadovbet zerkalo"eucarióticas" - que inclui animais - tirou vantagem disso e se adaptouvbet zerkaloforma a aproveitar ao máximo a substânciavbet zerkaloseu metabolismo e, como consequência, se tornaram mais complexos.

"A teoria é que a evolução da vida explodiu quando o oxigênio se tornou disponível na atmosfera e no oceano", afirma Danovaro.

Mas essa é apenas parte da história. Algumas espéciesvbet zerkalomicróbios também começaram a respirar oxigênio, mas, diferentementevbet zerkaloanimais e alguns outros eucariotas, eles não se tornaram mais complexos. Por que não?

Danovaro diz que a chave para entender o mistério está na observação da mitocôndria, as minúsculas estruturas dentro das células eucarióticas que atuam como suas usinasvbet zerkaloenergia. Dentro da mitocôndria, nutrientes e oxigênios são combinadosvbet zerkalomaneira a criar uma substância chamada ATP, a moeda universalvbet zerkaloenergiavbet zerkaloum corpo.

As mitocôndrias podem ser encontradasvbet zerkalopraticamente todas as células eucarióticas. Mas bactérias e arqueias não têm mitocôndrias, e essa diferença é chave.

"Quando as mitocôndrias evoluíram, elas tornaram o processovbet zerkalocriaçãovbet zerkaloenrgia e ATP muito mais eficientes, mas elas precisamvbet zerkalooxigênio para fazer isso", diz Danovaro.

Em outras palavras, a vida animal surgiu como consequênciavbet zerkaloduas questões. A primeira é que as eucarióticas ganharam mitocôndrias dentrovbet zerkalosuas células. Então, quando os níveisvbet zerkalooxigênio subiram, essas mitocôndrias permitiram que outras eucarióticas se tornassem mais complexas e virassem animais.

Então como os loriciferas conseguem viver sem oxigênio e outros animais não?

"Eles são muito pequenos, do tamanhovbet zerkalouma ameba grande", diz Danovaro. "O tamanho pequeno ajuda. Não funcionaria se eles fossem do tamanhovbet zerkaloum elefante. Como eles são pequenos,vbet zerkalonecessidadevbet zerkaloenergia também é menor".

Os loriciferas podem ser diferentesvbet zerkalooutros animaisvbet zerkalooutros aspectos importantes. Eles parecem não ter as mitocôndrias que usam oxigênio e que são encontradasvbet zerkalooutros animais. Em vez disso, elas carregam estruturas que lembram as mitocôndrias e são chamadasvbet zerkalohidrogenossomas.

Essas células usam prótonsvbet zerkalovezvbet zerkalooxigênio como seu descartevbet zerkaloelétrons. Hidrogenossomas podem até ser um dos muitos tipos primitivosvbet zerkalomitocôndria, que evoluíram nas primeiras eucarióticas para produzir energia antes dos níveisvbet zerkalooxigênio na atmosfera aumentarem.

"Eu acho que o ancestral comum da eucariótica foi uma anaeróbia facultativa que conseguia viver com ou sem oxigênio, muito parecida com a E. coli, uma bactéria muito conhecida", diz William Martin, um professorvbet zerkaloevolução molecular da Universidadevbet zerkaloDusseldorf, na Alemanha.

Isso teve consequências importantes para entender como evbet zerkaloque condições a vida complexa apareceu pela primeira vez. As primeiras eucarióticas provavelmente evoluíram antes do oxigênio ser amplamente disponível no oceano,vbet zerkaloforma que estruturas localizadas dentro das células e semelhantes às da mitocôndria foram capazesvbet zerkalose adaptar a condições com ou sem oxigênio.

Assim, conforme o oxigênio foi se tornando mais abundante, primeiro na atmosfera e depois no oceano, algumas eucariotas se adaptaram aos seus ambientes agora ricosvbet zerkalooxigênio e se tornaram maiores e mais complexas. Elas se tornaram animais.

Mas alguns animais - como os loriciferas - podem ter se recolhido e vivido sem oxigênio, continuando pequenos, consequentemente.

Para isso dar certo, os loriciferas devem ter mantido a capacidade herdadavbet zerkaloseus ancestrais para viver sem oxigênio. Mas há uma alternativa: os loriciferas podem ter conquistadovbet zerkalocapacidadevbet zerkaloviver sem oxigênio muito recentemente, talvez roubando genesvbet zerkalooutras espéciesvbet zerkaloum processo conhecido como transferência horizontalvbet zerkalogenes.

"Isso pode ser a evoluçãovbet zerkaloação, já que todas as outras espécies conhecidasvbet zerkaloloriciferas respiram oxigênio", diz Danovaro. "É possível que esta seja uma adaptação extrema para permitir que os loriciferas vivamvbet zerkaloum ambiente sem competidores nem predadores".

Por ora, a comunidade científica espera por mais evidências com a respiração presa para confirmar ou derrubar a descoberta original. "Eu acho que no momento vivemos um empate", diz Martin. "O que precisamos évbet zerkalomais amostras para um estudo aprofundado".

Uma prova cabal seria ver os animais nadando na lama, mas, segundo Danovaro, o tamanho pequeno dos loriciferas e a dificuldade para alcançar seu ambiente dificulta esse tipovbet zerkaloobservação.

"O animal tem um décimovbet zerkalomilímetro, o que exige um sistema especial, porque assim que você o colocavbet zerkaloum microscópio, ele morre", diz. "A princípio, você pode extrair seu DNA, que é com o que estamos trabalhando agora, mas alguém ainda poderia dizer 'bem, esse animal está morto'. É um longo caminho para conseguir a confirmação final, mas estamos muito otimistas".

vbet zerkalo Leia a versão original desta reportagem vbet zerkalo (em inglês) no site da BBC Future vbet zerkalo .