Este mistério do oceano profundo está mudando o que entendemos como vida

Qual seria o limite de profundidade que poderíamos chegar na Terra e ainda encontrar vida? A microbiologista marinha Karen Lloyd nos apresenta micro-organismos do fundo do leito oceânico: pequenos organismos que vivem enterrados a metros de profundidade na lama oceânica e que estão na Terra muito antes dos animais. Saiba mais sobre esses misteriosos micróbios que se recusam a crescer em laboratório e que se relacionam, de uma forma bem diferente da nossa, com o tempo e a energia.

Eu sou microbióloga oceânica
na Universidade do Tennessee,

e quero falar sobre alguns
micro-organismos

tão incomuns e maravilhosos

que têm desafiado nossas certezas
sobre como é de fato a vida na Terra.

Então, vou fazer uma pergunta.

Por favor, levante a mão
se você já pensou que seria legal

ir até o fundo do oceano num submarino?

Sim, a maioria, porque
os oceanos são bem legais.

Certo, agora por favor levante e mão

se você levantou a mão
para ir ao fundo do oceano

porque assim chegaria
um pouquinho mais perto

daquela lama interessante
que tem lá embaixo.

(Risos)

Ninguém.

Eu sou a única aqui.

Bem, penso nisso o tempo todo.

Passo a maior parte do meu dia

tentando determinar a que profundidade
conseguimos chegar na Terra

e ainda encontrar algo,
qualquer coisa, que tenha vida,

pois ainda não temos a resposta
a essa pergunta fundamental

a respeito da vida na Terra.

Na década de 1980, um cientista
chamado John Parkes, no Reino Unido,

tinha essa mesma obsessão,

e ele teve uma ideia louca.

Ele acreditava que existia uma biosfera
gigante, profunda e vibrante

sob os oceanos do mundo todo
que se estendia

por centenas de metros de profundidade
no leito oceânico, o que é legal,

mas o único problema
é que ninguém acreditava nele,

e ninguém acreditava nele

porque os sedimentos do oceano
talvez sejam o lugar mais chato da Terra.

(Risos)

Não há luz, não há oxigênio

e, talvez o pior de tudo,

é que não há entrega de comida fresca
durante literalmente milhões de anos.

Não é preciso ser PhD em biologia

pra saber que é um lugar ruim
para se procurar vida.

(Risos)

Mas, em 2002, Steven D'Hondt
tinha convencido muita gente

de que ele estava trabalhando em algo
que acabou conseguindo uma expedição,

num navio de perfuração,
chamada JOIDES Resolution.

Ele a coordenou junto
com Bo Barker Jørgensen, da Dinamarca.

Finalmente eles conseguiram

amostras intocadas
do fundo do leito oceânico,

algumas realmente sem contaminação
de micróbios da superfície.

Esse navio é capaz de perfurar
milhares de metros no leito oceânico

e a lama vem à superfície
em tubos sequenciais, um após o outro,

tubos bem longos, como este da foto.

Ele é carregado por cientistas,
como eu, que embarcam nesses navios

e analisam os tubos nos navios
e depois os enviamos

aos nossos laboratórios,
para estudá-los melhor.

Quando John e seus colegas

conseguiram essas amostras intocadas
do leito oceânico profundo,

eles a colocaram sob o microscópio

e viram imagens bem parecidas com esta,

que foi na verdade obtida
numa expedição mais recente

feita pela minha estudante
de PhD Joy Buongiorno.

Dá pra ver o material nebuloso no fundo.

É lama do leito oceânico profundo,

e os pontos verdes brilhantes
destacados com corante verde fluorescente

são micro-organismos vivos.

Preciso contar a vocês algo trágico
sobre os micro-organismos.

Todos parecem iguais sob o microscópio,

à primeira vista.

Você pode pegar os organismos
mais fascinantes do mundo,

como um micróbio que literalmente
respira urânio,

e outro que faz combustível de foguete,

misturá-los com lama do oceano,

colocá-los sob um microscópio,
e eles são apenas pequenos pontos.

É realmente irritante.

Não podemos usar a aparência deles
para separá-los.

Usamos o DNA, como uma impressão digital,

para dizer quem é quem.

E eu vou ensinar a vocês
como fazer isso agora.

Então eu maquiei alguns dados,
e vou mostrar dados não reais.

Isso é para ilustrar como seria

se um bando de espécies
não estivessem relacionadas entre si.

Assim vocês podem ver que cada espécie

tem uma lista de combinações
de A, G, C e T,

as quatro sub-unidades de DNA,

meio aleatoriamente misturadas,
e nada parece com mais nada,

e essas espécies
são totalmente independentes.

Mas essa é a aparência do verdadeiro DNA,

de um gene que essas espécies
passam a compartilhar.

Tudo se alinha quase perfeitamente.

As chances de conseguir
muitas daquelas colunas verticais

onde cada espécie tem um C
ou cada espécie tem um T,

de forma aleatória, são infinitesimais.

Então sabemos que todas essas espécies
tinham que ter um ancestral comum.

Eles são parentes uns dos outros.

Então agora vou dizer quem eles são.

As duas de cima
somos nós e os chimpanzés,

que todos já sabiam
do parentesco, obviamente.

(Risos)

Mas temos parentesco com coisas
com as quais não parecemos,

como pinheiros e Giardia,
aquela doença gastrointestinal

contraída ao beber água não filtrada
durante nossas caminhadas.

Temos parentesco também
com as bactérias E. coli e Clostrídio,

patógenos terríveis
e oportunistas que levam à morte.

Há bons micro-organismos, é lógico,
o Dehalococcoides ethenogenes,

que faz a limpeza de nosso
resíduo industrial.

Portanto, se eu pegar
estas sequências de DNA,

observando as similaridades
e as diferenças entre elas,

e usá-las para fazer
uma árvore genealógica

veremos nosso parentesco mais próximo,

portanto, é isso que parece.

Logo de cara, podem claramente identificar

que nós, a Giardia,
os coelhos e os pinheiros,

somos todos irmãos

e que as bactérias são
nossos primos distantes.

Somos parentes de todos
os seres vivos da Terra.

Em meu trabalho diário

consigo produzir evidências
científicas contra a solidão existencial.

Quando analisamos
as primeiras sequências de DNA

dessas amostras intocadas
do fundo do leito oceânico,

queríamos saber onde elas estavam.

A primeira coisa que descobrimos
é que não eram "extraterrestres",

porque podíamos pegar seu
DNA e alinhar com tudo na Terra.

Porém, investigamos onde elas
entram em nossa árvore genealógica.

A primeira coisa que vão notar
é que há muitas espécies.

Não era uma única espécie

que conseguia viver
nesse lugar terrível.

É um monte de coisas.

A segunda coisa que vão notar,

tomara, é que elas não se parecem
com nada que já vimos antes.

São tão diferentes umas das outras,

e diferentes de qualquer
coisa que conhecemos,

quanto somos diferentes dos pinheiros.

Portanto, John Parkes estava
completamente certo.

Ele, e nós, tínhamos descoberto
um ecossistema altamente diversificado

e completamente novo na Terra

que ninguém sabia que existia
antes da década de 80.

Ficamos muito envolvidos nisso.

O próximo passo era cultivar
essas espécies exóticas em placa de Petri

e fazer experimentos completos com elas,
assim como os microbiologistas fazem.

Não importava como as alimentávamos,
elas se recusavam a crescer.

Mesmo agora, após 15 anos
e muitas expedições,

nenhum humano jamais conseguiu
cultivar essas espécies exóticas

em uma placa de Petri.

E não foi por falta de tentar.

Pode parecer decepcionante,

mas, ao contrário, acho estimulante,

pois significa que há muita coisa
desconhecida ainda para descobrirmos.

Eu e meus colegas
tivemos uma ideia genial:

ler os genes das espécies
como um livro de receitas,

descobrir o que queriam comer
e colocar tudo nas suas placas de Petri,

então, elas cresceriam e seriam felizes.

Mas quando observamos seus genes,
descobrimos que elas queriam comer

a mesma comida que havíamos dado a elas.

Deu na mesma.

Tinha algo a mais que elas
queriam nas placas de Petri

que não estávamos dando a elas.

Ao combinar medições de muitos
lugares diferentes ao redor do mundo,

meus colegas da Universidade
do Sul da Califórnia,

Doung LaRowe e Jan Amend,

conseguiram calcular que cada
uma das células microbiais

precisam somente de um zeptowatt de força

e antes que vocês consultem,
um zeptowatt é 10 elevado a menos 21;

eu também teria curiosidade em saber.

Por outro lado, os humanos

precisam de aproximadamente
100 watts de força.

Então, 100 watts é, basicamente,
pegar um abacaxi

e soltá-lo da altura da cintura
até o chão 881.632 vezes por dia.

Se fizesse isso
e conectasse-o a uma turbina,

criaria força suficiente
pra que eu funcionasse por um dia.

Um zeptowatt,

se considerarmos em termos similares,
é como pegar um grão de sal

e imaginar uma bola muito pequena

que é um milionésimo
da massa desse grão de sal

e colocá-la em um nanômetro,

que é uma centena de vezes menor
do que o comprimento de onda da luz,

uma vez por dia.

Isso é tudo que precisa para
fazer esses micro-organismos viverem.

É menos energia do que imaginávamos
ser necessária para suportar a vida,

mas, de um modo impressionante
e maravilhoso, é o suficiente.

Portanto, se esses micro-organismos

têm um relacionamento bem diferente
com energia daquele que prevíamos,

precisarão ter um relacionamento
diferente com o tempo também,

pois, quando se vive em
gradientes minúsculos de energia,

o crescimento acelerado é impossível.

Se quisessem colonizar em nossas
gargantas e nos deixar doentes,

seriam expulsos pelo crescimento
dos estreptococos

antes que pudessem
iniciar a divisão celular.

É por isso que nunca os encontramos
em nossas gargantas.

Talvez o fato do fundo
do leito oceânico ser tão chato

seja uma vantagem
para esses micro-organismos.

Eles nunca são destruídos
por tempestades,

nunca são cobertos por ervas.

Tudo que eles têm que fazer é existir.

Talvez aquilo que estava faltando
nas placas de Petri

de forma alguma era comida,
tampouco um produto químico.

Talvez o nutriente que eles
realmente querem é tempo.

Mas tempo é algo que nunca
poderemos dar a eles.

Mesmo se eu passar uma cultura
celular para meu alunos de PhD,

e eles repassarem
para seus alunos de PhD, etc.,

teríamos que fazer isso
por milhares de anos

para imitar as condições exatas
do fundo do leito oceânico,

tudo sem o crescimento de contaminantes.

Isso não é possível.

Talvez, de certa forma,
já os cultivamos nas placas de Petri.

Talvez possam olhar para a comida
que demos e digam:

"Obrigado, vou acelerar tanto que farei
uma nova célula no próximo século".

(Risos)

Então por que o restante
da biologia caminha tão rápido?

Por que uma célula morre após um dia

e um humano morre depois
de uma centena de anos?

Realmente são limites
arbitrariamente curtos

se você considerar a quantidade
de tempo do Universo.

Porém, não são limites arbitrários.

São comandados por uma simples coisa

e esta coisa é o Sol.

Quando a vida descobriu como aproveitar
a energia solar através da fotossíntese,

tivemos que acelerar e nos adaptar
aos ciclos de dia e noite.

Dessa forma, o Sol nos deu
uma razão para sermos rápidos

e o combustível para fazer isso.

Podemos ver a vida na Terra
como um sistema circulatório

e o Sol como nosso coração.

Mas o fundo do leito oceânico
é como um sistema circulatório

completamente desconectado do Sol.

Ao invés disso, ele é controlado
por ritmos geológicos lentos e longos.

Não há limite teórico
na longevidade de uma simples célula.

Desde que haja pelo menos um gradiente
minúsculo de energia para explorar,

teoricamente, uma simples
célula poderia viver

por centenas de milhares de anos ou mais,

trocando partes quebradas
ao longo do tempo.

Pedir a um micro-organismo para crescer
nas placas de Petri vivendo dessa forma

é pedir-lhe que se adapte
ao estilo de vida centrado no Sol,

e ele talvez tenha coisas
melhores a fazer.

(Risos)

Imaginem se descobríssemos
como eles conseguem fazer isso.

E se isso envolver alguns
componentes ultraestáveis

que poderíamos usar
para aumentar a validade

de aplicações industriais ou biomédicas?

Talvez se descobríssemos
o mecanismo que usam

para crescer de forma tão lenta,
poderíamos reproduzir isso

em células cancerígenas
e desacelerar a divisão celular.

Não sei.

Honestamente, isso é especulação,

mas a única coisa que tenho certeza

é que há centenas de bilhões de bilhões
de células de micro-organismos vivos

escondidas em todos os oceanos do mundo.

São 200 vezes mais do que o total
da biomassa dos humanos nesse planeta.

Esses micro-organismos
têm um relacionamento diferente

com o tempo e a energia do que nós temos.

O que parece um dia para eles
pode ser milhares de anos para nós.

Eles não se importam com o Sol
tampouco em crescer rápido.

Eles não dão a mínima
para minhas placas de Petri...

(Risos)

Porém, se pudermos encontrar
maneiras criativas de estudá-los

talvez, finalmente, descobriremos
como é toda a vida na Terra.

Obrigada.

(Aplausos)