O animal que consegue sobreviver sem oxigênio:bonus primeiro deposito blaze

Durante uma década, Roberto Danovaro, da Universidade Politécnicabonus primeiro deposito blazeMarche (Itália), e seus colegas se arrastaram pelas profundidades da Atalante. Ela fica a 3,5 km abaixo da superfície, cercabonus primeiro deposito blaze200 km da costa oestebonus primeiro deposito blazeCreta. A parte interna da Bacia é completamente destituídabonus primeiro deposito blazeoxigênio porque os depósitos antigosbonus primeiro deposito blazesal 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 ricobonus primeiro deposito blazeoxigênio, e fica presabonus primeiro deposito blazepedaçosbonus primeiro deposito blazesolo marinho. A água livrebonus primeiro deposito blazeoxigênio está lá há maisbonus primeiro deposito blaze50 mil anos.

Pelo fato da lama no fundo da Baciabonus primeiro deposito blazeAtalante ser completamente desprovidabonus primeiro deposito blazeoxigênio, os pesquisadores não esperavam encontrar "formasbonus primeiro deposito blazevida evoluídas" - o que basicamente significa animais - vivendo lá. Mas eles encontraram até três novas espéciesbonus primeiro deposito blazeloriciferas que aparentemente vivem na lama.

E não é apenas com a ausênciabonus primeiro deposito blazeoxigênio que esses criaturas precisam lidar. Loriciferas são cercadosbonus primeiro deposito blazesulfetos venenosos e vivembonus primeiro deposito blazeuma 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 organismosbonus primeiro deposito blaze10 centímetrosbonus primeiro deposito blazebacia anóxica do que no restobonus primeiro deposito blazetodo o Mar Mediterrâneo!"

Mas a maior surpresa foi o fatobonus primeiro deposito blazeque esses minúsculos animais conseguir viver completamente sem oxigênio.

"Nós sabíamos que alguns animais, como as tênias, nematódeos parasitas, conseguem viver partebonus primeiro deposito blazesuas vidas sem oxigênio, vivendo no intestino", diz Danovaro. "No entanto, elas não passam seu ciclobonus primeiro deposito blazevida 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 embonus primeiro deposito blazedescoberta. "Na verdade nem mesmo nós acreditamosbonus primeiro deposito blazeprimeira. Levamos 10 anos para confirmar atravésbonus primeiro deposito blazeexperimentos que os animais estavam realmente vivendo sem oxigênio".

Não foi fácil colocar esses experimentosbonus primeiro deposito blazeprática. 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 sinaisbonus primeiro deposito blazevida animal no solo marinho.

Os testes indicaram que moléculas fluorescentes que só sobrevivem atravésbonus primeiro deposito blazecélulas vivas foram integradas aos corpos dos loriciferas. Os cientistas também usaram uma mancha que reage apenas com a presençabonus primeiro deposito blazeenzimas ativas. A mancha reagiu com os loriciferas da Bacia, mas não com os restos mortosbonus primeiro deposito blazeoutros animais microscópicos encontrados no Atalante.

Além disso, alguns dos loriciferas pareciam ter ovosbonus primeiro deposito blazeseus corpos, uma sugestãobonus primeiro deposito blazeque eles estavambonus primeiro deposito blazefasebonus primeiro deposito blazereprodução. Outros loriciferas foram encontrados no processobonus primeiro deposito blazesair da casca e entrar na fasebonus primeiro deposito blazemuda, outra indicaçãobonus primeiro deposito blazeque eles estavam vivos.

Por fim, os loriciferasbonus primeiro deposito blazeAtalante estavam completamente intactos e sem sinaisbonus primeiro deposito blazedecomposição, diferentementebonus primeiro deposito blazeoutros animais microscópicos encontrados pelos pesquisadores no ambiente salgado e desprovidobonus primeiro deposito blazeoxigênio.

Após esse trabalho cuidadoso, Danovaro e seus colegas tornaram públicas suas descobertas: os loriciferas estavam,bonus primeiro deposito blazefato, vivendobonus primeiro deposito blazeum ambiente completamente sem oxigênio. Seu artigo, publicadobonus primeiro deposito blaze2010 na revista BMC Biology, foi um fenômeno.

Mesmo assim, outros pesquisadores não ficaram convencidos. Um segundo grupo visitou o Mediterrâneobonus primeiro deposito blaze2011 para examinar por conta própria os loriciferas e seu ambiente incomum. Suas descobertas, publicadasbonus primeiro deposito blaze2015, questionam a ideiabonus primeiro deposito blazeque os loriciferas realmente vivem sem oxigênio.

Joan Bernhard, da Instituição Oceanográficabonus primeiro deposito blazeWoods Hole,bonus primeiro deposito blazeMassachisetts (EUA) liderou a segunda equipe. Ela e seus colegas coletaram amostrasbonus primeiro deposito blazelama e água da superfície logo acima das piscinas anóxicasbonus primeiro deposito blazeAtalante. Devido a dificuldades técnicas, as próprias piscinas eram densas demais para que as máquinas operadas remotamente pudessem penetrá-las.

O grupo descobriu as mesmas espéciesbonus primeiro deposito blazeloriciferas descobertos por Danovaro. Mas esses loriciferas viviambonus primeiro deposito blazeambientes com níveis normaisbonus primeiro deposito blazeoxigênio e nas camadas mais acima do sedimento acima das piscinas anóxicas, que tinham níveis baixosbonus primeiro deposito blazeoxigênio.

Quanto mais próximas das baciasbonus primeiro deposito blazeágua 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 tambémbonus primeiro deposito blazeambientes com muito oxigênio e níveis normaisbonus primeiro deposito blazesal.

Em vez disso,bonus primeiro deposito blazeequipe acredita que cadáveresbonus primeiro deposito blazeloriciferas mortos poderiam ter flutuado até os sedimentos lamacentos da Bacia do Atalante, e lá eles teriam sido habitados por bactérias "violadorasbonus primeiro deposito blazecadáveres".

Muitas espéciesbonus primeiro deposito blazebactérias são conhecidas porbonus primeiro deposito blazecapacidadebonus primeiro deposito blazeviver 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,bonus primeiro deposito blazejunhobonus primeiro deposito blaze2016, Danovaro ebonus primeiro deposito blazeequipe voltaram a lutar contra essa hipótese alternativa. Eles dizem que o timebonus primeiro deposito blazeBernhard não poderia ter certezabonus primeiro deposito blazeque os loriciferas não vivem ali porque eles não apanharam amostrasbonus primeiro deposito blazelama das áreas da Bacia que estão permanentemente sem oxigênio.

O grupobonus primeiro deposito blazeDanovaro também argumenta que, se os pequenos animais realmente estivessem mortos e habitados por bactérias, isso ficaria óbviobonus primeiro deposito blazeum exame no microscópio. Mas os loriciferas não apresentaram sinaisbonus primeiro deposito blazedecomposição 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 depósitosbonus primeiro deposito blazelama antiga reforçam seu argumento. "Nós pudemos provar que esses animais estavam presentesbonus primeiro deposito blazediferentes camadas na lama", afirma Danovaro. "Algumas das camadas tinham vários milharesbonus primeiro deposito blazeanos e, portanto, se esses animais estivessem mortos apenas sendo preservados, é um tanto improvável que os animaisbonus primeiro deposito blazeuma lamabonus primeiro deposito blaze3,000 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 possibilidadebonus primeiro deposito blazeanimais 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 começobonus primeiro deposito blazeconversa. Todas as formasbonus primeiro deposito blazevida na Terra precisam gerar energia para comer, reproduzir, crescer e se mover. Essa energia vembonus primeiro deposito blazeformabonus primeiro deposito blazeelétrons, as mesmas partículas negativas que são movimentadas atravésbonus primeiro deposito blazefios 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 fontebonus primeiro deposito blazeelétrons e um lugar para despejá-los a fimbonus primeiro deposito blazecompletar o ciclo.

Os animais conseguem seus elétrons através do açúcar nos alimentos ingeridos. Esses elétrons são liberados e se misturam com o oxigêniobonus primeiro deposito blazeuma sériebonus primeiro deposito blazereações químicas que acontecem dentro das células animais. Essa correntebonus primeiro deposito blazeelétrons é o que dá energia para os corpos dos animais.

A atmosfera e os oceanos da Terra estão repletosbonus primeiro deposito blazeoxigênio 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 despejobonus primeiro deposito blazeelétrons.

No entanto, o oxigênio nem sempre foi tão abundante como ele é hoje. Nos primórdios da Terra, a atmosfera era densa e tinha um nevoeirobonus primeiro deposito blazedióxidobonus primeiro deposito blazecarbono, metano e amônia. Quando a primeira faíscabonus primeiro deposito blazevida foi iniciada, havia pouco oxigênio por ali. Na verdade, os níveisbonus primeiro deposito blazeoxigênio nos oceanos provavelmente eram muito baixos até cercabonus primeiro deposito blaze600 milhõesbonus primeiro deposito blazeanos atrás - mais ou menos na épocabonus primeiro deposito blazeque os animais apareceram pela primeira vez.

Isso significa que formasbonus primeiro deposito blazevida mais velhas e primitivas evoluíram para usar outros elementos como seu aterrobonus primeiro deposito blazeelétrons.

Muitas dessas formasbonus primeiro deposito blazevida, como as bactérias e as arqueias, ainda vivem sem oxigênio hoje. Elas prosperambonus primeiro deposito blazelocais com pouco oxigênio, por exemplo na lama ou pertobonus primeiro deposito blazeaberturas geotermais. Em vezbonus primeiro deposito blazepassar 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 coisabonus primeiro deposito blazecomum entre essas formasbonus primeiro deposito blazevida independentesbonus primeiro deposito blazeoxigênio ébonus primeiro deposito blazesimplicidade. Todos eles consistembonus primeiro deposito blazeapenas uma célula. Até a descoberta dos loriciferasbonus primeiro deposito blaze2010, não havia sido descoberta nenhuma forma complexabonus primeiro deposito blazevida capazbonus primeiro deposito blazeviver sem oxigênio. Por quê?

De acordo com Danovaro, há duas razões principais. A primeira é que respirar oxigênio ébonus primeiro deposito blazelonge a melhor formabonus primeiro deposito blazegerar energia. "Complexidade e organização requerem oxigênio porque é muito mais eficiente para a produçãobonus primeiro deposito blazeenergia", diz.

Quando os níveisbonus primeiro deposito blazeoxigênio aumentaram, centenasbonus primeiro deposito blazemilhõesbonus primeiro deposito blazeanos atrás, foi como se um freio nas ambições evolucionistas fosse retirado. Um grupobonus primeiro deposito blazeformasbonus primeiro deposito blazevida chamadobonus primeiro deposito blaze"eucarióticas" - que inclui animais - tirou vantagem disso e se adaptoubonus primeiro deposito blazeforma a aproveitar ao máximo a substânciabonus primeiro deposito blazeseu 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 espéciesbonus primeiro deposito blazemicróbios também começaram a respirar oxigênio, mas, diferentementebonus primeiro deposito blazeanimais 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 usinasbonus primeiro deposito blazeenergia. Dentro da mitocôndria, nutrientes e oxigênios são combinadosbonus primeiro deposito blazemaneira a criar uma substância chamada ATP, a moeda universalbonus primeiro deposito blazeenergiabonus primeiro deposito blazeum corpo.

As mitocôndrias podem ser encontradasbonus primeiro deposito blazepraticamente todas as células eucarióticas. Mas bactérias e arqueias não têm mitocôndrias, e essa diferença é chave.

"Quando as mitocôndrias evoluíram, elas tornaram o processobonus primeiro deposito blazecriaçãobonus primeiro deposito blazeenrgia e ATP muito mais eficientes, mas elas precisambonus primeiro deposito blazeoxigênio para fazer isso", diz Danovaro.

Em outras palavras, a vida animal surgiu como consequênciabonus primeiro deposito blazeduas questões. A primeira é que as eucarióticas ganharam mitocôndrias dentrobonus primeiro deposito blazesuas células. Então, quando os níveisbonus primeiro deposito blazeoxigênio 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 tamanhobonus primeiro deposito blazeuma ameba grande", diz Danovaro. "O tamanho pequeno ajuda. Não funcionaria se eles fossem do tamanhobonus primeiro deposito blazeum elefante. Como eles são pequenos,bonus primeiro deposito blazenecessidadebonus primeiro deposito blazeenergia também é menor".

Os loriciferas podem ser diferentesbonus primeiro deposito blazeoutros animaisbonus primeiro deposito blazeoutros aspectos importantes. Eles parecem não ter as mitocôndrias que usam oxigênio e que são encontradasbonus primeiro deposito blazeoutros animais. Em vez disso, elas carregam estruturas que lembram as mitocôndrias e são chamadasbonus primeiro deposito blazehidrogenossomas.

Essas células usam prótonsbonus primeiro deposito blazevezbonus primeiro deposito blazeoxigênio como seu descartebonus primeiro deposito blazeelétrons. Hidrogenossomas podem até ser um dos muitos tipos primitivosbonus primeiro deposito blazemitocôndria, que evoluíram nas primeiras eucarióticas para produzir energia antes dos níveisbonus primeiro deposito blazeoxigênio 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 professorbonus primeiro deposito blazeevolução molecular da Universidadebonus primeiro deposito blazeDusseldorf, na Alemanha.

Isso teve consequências importantes para entender como ebonus primeiro deposito blazeque condições a vida complexa apareceu pela primeira vez. As primeiras eucarióticas provavelmente evoluíram antes do oxigênio ser amplamente disponível no oceano,bonus primeiro deposito blazeforma que estruturas localizadas dentro das células e semelhantes às da mitocôndria foram capazesbonus primeiro deposito blazese 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 ricosbonus primeiro deposito blazeoxigênio 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 herdadabonus primeiro deposito blazeseus ancestrais para viver sem oxigênio. Mas há uma alternativa: os loriciferas podem ter conquistadobonus primeiro deposito blazecapacidadebonus primeiro deposito blazeviver sem oxigênio muito recentemente, talvez roubando genesbonus primeiro deposito blazeoutras espéciesbonus primeiro deposito blazeum processo conhecido como transferência horizontalbonus primeiro deposito blazegenes.

"Isso pode ser a evoluçãobonus primeiro deposito blazeação, já que todas as outras espécies conhecidasbonus primeiro deposito blazeloriciferas respiram oxigênio", diz Danovaro. "É possível que esta seja uma adaptação extrema para permitir que os loriciferas vivambonus primeiro deposito blazeum 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 ébonus primeiro deposito blazemais 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 tipobonus primeiro deposito blazeobservação.

"O animal tem um décimobonus primeiro deposito blazemilímetro, o que exige um sistema especial, porque assim que você o colocabonus primeiro deposito blazeum 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".

bonus primeiro deposito blaze Leia a versão original desta reportagem bonus primeiro deposito blaze (em inglês) no site da BBC Future bonus primeiro deposito blaze .