Sou microbióloga marinha na Universidade de Tennessee
e quero falar-vos de uns micróbios
que são tão estranhos e maravilhosos
que põem em causa a nossa suposição sobre como é a vida na Terra.
Por isso, vou fazer uma pergunta.
Levante a mão quem já pensou que devia ser fixe
ir ao fundo do oceano num submarino.
Sim.
A maioria, porque o oceano é fantástico.
Agora, levante a mão
se quem levantou a mão para ir ao fundo do oceano
é porque isso o aproximaria um pouco mais
desse lodo excitante que há lá em baixo.
(Risos)
Ninguém.
Sou a única nesta sala.
Eu passo o tempo todo a pensar nisso.
Passo a maior parte das horas em que estou acordada
a tentar determinar até que profundidade podemos penetrar no planeta
e ainda encontrar qualquer coisa com vida,
porque ainda não temos resposta a esta pergunta tão simples
sobre a vida na Terra.
Nos anos 80, um cientista chamado John Parkes, no Reino Unido,
também tinha a mesma obsessão
e apareceu com uma ideia louca.
Acreditava que havia uma biosfera microbiana ampla, profunda e com vida
no fundo de todos os oceanos do mundo
que se estendia por centenas de metros no fundo do mar.
Era uma ideia muito fixe
mas o problema é que ninguém acreditou nele.
Não acreditaram nele
porque os sedimentos do oceano
devem ser o sítio mais enfadonho do planeta.
Não há luz solar, não há oxigénio
e, talvez o pior de tudo,
não há fornecimento de comida fresca durante, literalmente, milhões de anos.
Não é preciso ter um doutoramento em biologia
para saber que é um sítio mau para procurar vida.
Mas, em 2002, Steven D'Hondt convenceu bastantes pessoas
de que havia qualquer coisa e partiu em expedição
neste navio de perfuração, chamado JOIDES Resolution,
juntamente com Bo Barker Jørgensen da Dinamarca.
Finalmente, conseguiram obter boas amostras virgens
no subsolo marinho profundo,
sem qualquer contaminação dos micróbios da superfície.
Este navio consegue perfurar milhares de metros no fundo do oceano
e a lama extraída aparece em núcleos sequenciais, uns atrás dos outros
— núcleos muito compridos com este aspeto.
São transportados por cientistas, como eu, que vão nesses navios
que os processam no navio e depois os enviam para terra,
para os laboratórios, para estudo posterior.
Quando John e os colegas
obtiveram estas primeiras preciosas amostras virgens do fundo do mar,
observaram-nas ao microscópio
e viram imagens muito parecidas com esta,
que foi obtida numa expedição mais recente
pelo meu aluno doutorando, Joy Buongiorno.
Podemos ver matéria opaca no fundo.
É lodo. É lodo oceânico do fundo do mar.
Os pontos verde vivo tingidos com tinta fluorescente verde
são micróbios reais, vivos.
Mas tenho de vos dizer uma coisa muito trágica sobre micróbios.
Têm todos o mesmo aspeto ao microscópio,
quer dizer, à primeira vista.
Podemos encontrar os organismos mais fascinantes do mundo,
como um micróbio que respira urânio, literalmente,
e outro que faz combustível para foguetes.
Misturamo-los com a lama do oceano,
colocamo-los no microscópio
e são apenas pequenos pontos.
É muito frustrante.
Não podemos usar o aspeto deles para os separar.
Temos de usar o ADN, como uma impressão digital,
para dizer quem é quem.
Vou contar-vos como os distinguimos.
Inventei uns dados e vou mostrar dados que não são reais.
Isto é para ilustrar qual será o aspeto
se várias espécies não estivessem relacionadas umas com as outras.
Vemos assim que cada espécie
tem uma lista de combinações de A, G, C e T
que são as quatro subunidades do ADN,
misturadas aleatoriamente e nenhuma é parecida com outra qualquer.
Estas espécies não têm qualquer ligação entre si.
Mas este é o aspeto real do ADN
a partir de um gene que estas espécies partilham.
Tudo se alinha perfeitamente.
As probabilidades de ter tantas destas colunas verticais
em que todas as espécies têm um C ou todas as espécies têm um T, por acaso,
são mínimas.
Por isso, sabemos que todas estas espécies deviam ter um antepassado comum.
São todas aparentadas.
Agora vou dizer-vos quem elas são.
As duas de cima somos nós e os chimpanzés,
que, sabemos, estão relacionadas... obviamente.
(Risos)
Mas também estamos relacionados com coisas com que não nos parecemos,
como com os pinheiros e a giárdia, que é uma doença gastrointestinal
que apanhamos se não filtrarmos a água quando fazemos caminhadas.
Também estamos relacionados com bactérias como a E.coli e a Clostridium difficile
que é um agente patogénico terrível, oportunista, que mata muita gente.
Mas também há micróbios bons, como o Dehalococcoides ethenogenes
que se encarrega de limpar o nosso lixo industrial.
Se eu agarrar nestas sequências de ADN
e depois as usar, as semelhanças e as diferenças entre elas,
para fazer uma árvore da vida de todos nós,
para vermos quem está estreitamente ligado,
é isto que aparece,
Vemos, claramente, de imediato,
que coisas como nós: a giárdia, os coelhos e os pinheiros
somos como irmãos
e as bactérias são como nossos primos afastados.
Mas somos da mesma família de todos os seres vivos na Terra.
A minha tarefa diária, no trabalho,
é encontrar provas científicas contra a solidão existencial,
Quando recebemos as primeiras sequências de ADN,
a partir das primeiras amostras virgens do subsolo marinho,
quisemos saber onde é que elas estavam.
Primeiro descobrimos é que não eram extraterrestres,
porque o ADN delas se alinhava com tudo o resto no planeta.
Mas agora reparem onde se situam na nossa árvore da vida.
A primeira coisa em que reparamos é que há imensas,
não havia apenas uma pequena espécie
que conseguira sobreviver neste local terrível.
São muitas coisas.
A segunda coisa em que reparamos
é que são diferentes de tudo o que já conhecíamos.
São tão diferentes umas das outras
como são diferentes de tudo o que já conhecíamos,
tal como somos diferentes dos pinheiros.
Então, John Parkes tinha toda a razão.
Ele, e nós, descobrimos um ecossistema microbiano no planeta
totalmente novo e muito diversificado
que ninguém sabia que existia antes dos anos 80.
A aventura podia começar.
O passo seguinte era cultivar estas espécies exóticas em placas de Petri
para podermos fazer experiências com elas,
como os microbiólogos costumam fazer.
Mas, apesar de tudo com que as alimentávamos
recusavam-se a crescer.
Ainda hoje, ao fim de 15 anos e de muitas expedições,
ninguém conseguiu que um único destes micróbios exóticos
do subsolo marinho, se desenvolvesse numa placa de Petri.
E não foi por falta de tentativas.
Isto pode parecer frustrante
mas eu considero-o estimulante
porque significa que há milhares coisas desconhecidas com que trabalhar.
Os meus colegas e eu tivemos uma ideia que pensámos ser ótima.
Íamos ler os genes como num livro de receitas,
descobrir o que elas queriam comer e colocar isso nas placas de Petri
para elas crescerem e serem felizes.
Mas, quando olhámos para os genes,
vimos que o que queriam comer era o que já lhes tínhamos dado.
Foi um balde de água fria.
Havia uma outra coisa que queriam nas placas de Petri
que não lhes estávamos a dar.
Então, associando medições de muitos locais diferentes
de todo o mundo,
os meus colegas na Universidade da Califórnia do Sul,
Doug LaRowe e Jan Amend,
puderam determinar que cada uma daquelas células microbianas
exige apenas um zeptowatt de energia
e, antes que puxem dos vossos telemóveis, um zepto é 10 elevado a menos 21
— porque sei que também iria pesquisar.
Os seres humanos, por outro lado,
exigem cerca de 100 watts de energia.
Cem watts é como se agarrarmos num ananás
e o deixarmos cair da altura da cintura até ao chão 881 632 vezes por dia.
Se fizéssemos isso e o ligássemos a uma turbina,
isso criaria energia suficiente para me satisfazer durante um dia.
Um zeptowatt, colocado numa situação idêntica,
é como se agarrássemos num grão de sal
e depois imaginássemos uma bola muitíssimo minúscula,
com um milésimo da massa desse grão de sal
e o deixássemos cair um nanómetro
— que é cem vezes mais pequeno
do que o comprimento de onda duma luz visível —
uma vez por dia.
É isso que faz com que estes micróbios vivam.
É menos energia do que jamais pensámos que pudesse sustentar vida,
mas, espantosamente, maravilhosamente,
é o suficiente.
Assim, se estes micróbios do subsolo marinho
têm uma relação muito diferente com a energia do que pensávamos,
segue-se que também terão de ter uma relação diferente com o tempo
porque, quando se vive com gradientes de energia tão diminutos
é impossível um crescimento rápido.
Se eles quisessem colonizar a nossa garganta e fazer-nos adoecer,
seriam expulsos por estreptococos de crescimento rápido
antes de poderem iniciar uma divisão celular.
É por isso que nunca os encontramos na nossa garganta.
Talvez o facto de o subsolo marinho ser tão aborrecido
seja uma vantagem para estes micróbios.
Nunca são perturbados por uma tempestade.
Nunca são cobertos por ervas daninhas.
Só têm de existir.
Talvez que o que faltasse nas placas de Petri
não fosse comida.
Talvez não fosse um produto químico.
Talvez que aquilo que elas queriam,
o nutriente que lhes faltava, fosse o tempo.
Mas o tempo é a única coisa que nunca lhes poderemos dar.
Mesmo que eu passasse a cultura de células para os meus alunos doutorandos,
e eles a fossem passando para os seus doutorandos,
teríamos de fazer isso durante milhares de anos,
a fim de criarmos as mesmas condições do subsolo marinho,
tudo isso sem as sujeitar a quaisquer contaminantes,
Não é possível.
Talvez, perante a forma como as cultivámos nas nossas placas de Petri,
elas olhem para toda aquela comida que lhes demos e digam:
"Obrigado, vou acelerar tanto
"que vou produzir uma nova célula daqui a um século".
(Risos)
Porque é que o resto da biologia se move tão depressa?
Porque é que uma célula morre ao fim de um dia
e um ser humano só morre ao fim de cem anos?
Parecem limites arbitrariamente curtos,
quando pensamos na quantidade de tempo do universo.
Mas não são limites arbitrários.
São ditados por uma coisa simples,
e essa coisa é o Sol.
Quando a vida percebeu como dominar a energia do Sol,
através da fotossíntese
todos tivemos de nos apressar e entrar no ciclo do dia e da noite.
Dessa forma, o Sol deu-nos uma razão para sermos rápidos
e o combustível para o podermos ser.
É como se a maior parte da vida na Terra seja um sistema circulatório
em que o Sol é o nosso coração palpitante.
Mas o subsolo marinho é como um sistema circulatório
que está totalmente desligado do Sol.
Em vez dele, é governado por ritmos geológicos longos e lentos.
Atualmente, não há limite teórico na duração da vida de uma célula.
Enquanto houver um diminuto gradiente de energia a explorar,
teoricamente, uma célula pode viver
centenas de milhares de anos ou mais,
substituindo apenas partes danificadas ao longo do tempo.
Pedir a um micróbio que vive dessa forma que se desenvolva numa placa de Petri
é pedir-lhe que se adapte à nossa frenética vida, heliocêntrica.
Talvez tenham coisas melhores a fazer do que isso.
(Risos)
Imaginem se pudéssemos perceber como eles fazem isso.
E se isso envolve compostos ultraestáveis
que podem prolongar a duração da vida
em aplicações biomédicas ou industriais?
Ou talvez, se descobríssemos o mecanismo que usam
para se desenvolverem tão lentamente,
pudéssemos aplicá-lo em células cancerosas e atrasar a divisão celular.
Não sei.
Sinceramente, tudo isto é especulação.
A única coisa que sei, de certeza.
é que há cem quatriliões
de células microbianas vivas
no fundo dos oceanos do planeta.
São 200 vezes mais do que o total da biomassa dos seres humanos do planeta.
Esses micróbios têm uma relação com o tempo e a energia
fundamentalmente diferente da nossa.
O que para eles parece um dia,
para nós podem ser mil anos.
Eles não querem saber do Sol,
e não estão preocupados em crescer depressa.
Provavelmente, estão-se nas tintas para as minhas placas de Petri.
(Risos)
Mas, se pudermos continuar a encontrar formas criativas de os estudar,
talvez consigamos perceber como é a vida, toda a vida, no planeta.
Obrigada.
(Aplausos)