Os micróbios misteriosos que vivem nas profundezas da Terra, e como eles poderiam ajudar a humanidade

O solo sob nossos pés é o lar de um mundo enorme e misterioso de micróbios, alguns dos quais estão na crosta terrestre há centenas de milhares de anos. Como é lá embaixo? Faça uma viagem aos vulcões e às fontes termais da Costa Rica enquanto a microbiologista Karen Lloyd lança uma luz sobre esses organismos subterrâneos e mostra como eles poderiam ter um impacto profundo na vida aqui.

Pode parecer que estamos
todos em pé na terra firme agora,

mas nós não estamos.

As rochas e a terra debaixo de nós
contêm minúsculas e pequenas fraturas

e espaços vazios.

E esses espaços estão cheios
de quantidades astronômicas de micróbios,

como esses.

O mais profundo que encontramos
micróbios até agora na Terra

foram cinco quilômetros abaixo.

Se nos posicionássemos para o chão

e saíssemos correndo para baixo,

faríamos uma corrida de 5 km e micróbios
se alinhariam em todo o caminho.

Podem nunca ter pensado nesses micróbios
que estão no interior da crosta terrestre,

mas já devem ter pensado nos micróbios
que vivem em nossas entranhas.

Se somarmos os microbiomas do intestino

de todas as pessoas e animais do planeta,

coletivamente, isso pesa
cerca de 100 mil toneladas.

Este é um imenso bioma que carregamos
em nossas barrigas todos os dias.

Todos devemos nos orgulhar.

(Risos)

Mas não é nada em comparação
com o número de micróbios

que cobrem toda a superfície da Terra,

como em nossos solos, rios e oceanos.

Coletivamente, estes pesam
cerca de 2 bilhões de toneladas.

Mas a maioria dos micróbios na Terra

não estão nos oceanos, em nossas entranhas
ou estações de tratamento de esgoto.

A maioria deles está na verdade
no interior da crosta terrestre.

Coletivamente, estes pesam
40 bilhões de toneladas.

Este é um dos maiores biomas do planeta,

e nem sabíamos que existia
até algumas décadas atrás.

Então as possibilidades
de como é a vida lá embaixo,

ou o que poderia fazer pelos humanos,

são ilimitadas.

Este mapa mostra pontos vermelhos

para todos os lugares onde temos
amostras muito boas do subsolo profundo

com métodos microbiológicos modernos.

Podem estar impressionados

por termos uma boa cobertura global

mas, na verdade, se lembrarem
que esses são os únicos lugares

de onde temos amostras,
não é tão impressionante.

Se estivéssemos numa nave alienígena,

tentando reconstruir um mapa
do globo a partir dessas amostras,

nós nunca seríamos capazes de fazer isso.

As pessoas às vezes me perguntam:

"Sim, há muitos micróbios no subsolo mas,

eles não estão dormentes?"

Esta é uma boa questão.

Comparados a um ficus, ao sarampo
ou ao porquinho-da-índia do meu filho,

esses micróbios provavelmente
não estão fazendo muita coisa.

Sabemos que devem ser lentos,
porque há muitos deles.

Se todos eles começarem
a se dividir à taxa do E. coli,

pesariam o dobro de todo o peso
da Terra, rochas incluídas,

em uma única noite.

Na verdade, muitos deles provavelmente
sequer passaram por uma divisão celular

desde a época do antigo Egito.

O que é muito doido.

Tipo, como compreender criaturas
que vivem há tanto tempo assim?

Pensei numa analogia que eu realmente amo,
mas que é estranha e complicada.

Então espero que todos entendam.

Tudo bem, vamos tentar.

É como tentar descobrir
o ciclo de vida de uma árvore,

se vivêssemos apenas por um dia.

Como se a duração da vida humana fosse
apenas de um dia e vivêssemos no inverno,

então passaríamos a vida toda

sem nunca ver uma árvore
com uma folha nela.

E haveria tantas gerações humanas

durante um único inverno

que poderíamos não ter acesso
a um livro de história

que não dissesse outra coisa senão
que as árvores são sempre espetos sem vida

que não fazem nada.

Claro, isso é ridículo.

Sabemos que as árvores esperam o verão
para que possam se reativar.

Mas se o tempo de vida humano

fosse significativamente
mais curto do que o das árvores,

poderíamos ficar completamente alheios
a esse fato totalmente mundano.

Quando dizemos que esses micróbios
subterrâneos profundos estão dormentes,

somos como pessoas que vivem um só dia,
tentando descobrir como árvores funcionam?

E se os organismos subterrâneos profundos

estão apenas esperando
pela versão do verão deles,

mas nossa vida é muito curta
para nós vermos isto?

Se selarmos E. coli em um tubo de ensaio,

sem comida ou nutrientes,

e deixá-lo lá por meses ou anos,

a maioria das células morre,
é claro, de fome.

Mas algumas células sobrevivem.

Se pegamos as velhas células sobreviventes

e as fazemos competir,
também sob condições de fome,

contra uma nova cultura
de E. coli de rápido crescimento,

os caras durões e grisalhos derrotam
os novatos fresquinhos e barulhentos

todas as vezes.

Então, isso é prova de que há
realmente uma recompensa evolutiva

por ser extraordinariamente lento.

Então, é possível

que talvez não devamos equiparar
lentidão com irrelevância.

Talvez esses micróbios
"longe dos olhos, longe do coração",

poderiam realmente ser
úteis para a humanidade.

Então, até onde sabemos,

existem duas maneiras de viver no subsolo.

A primeira é esperar que a comida
escorra do mundo da superfície,

como comer as sobras de um piquenique
que aconteceu há mil anos.

Que é uma maneira louca de se viver

mas, surpreendentemente, funciona
para muitos micróbios na Terra.

A outra possibilidade é
que um micróbio apenas diga:

"Eu não preciso do mundo da superfície.
Estou bem aqui embaixo".

Os micróbios que usam esse caminho

precisam obter tudo
o que precisam para sobreviver

do interior da Terra.

Algumas coisas são mais fáceis
para eles conseguirem.

Há mais abundância no interior da Terra,

como água, nutrientes
como nitrogênio, ferro e fósforo,

ou lugares para viver.

Estas são coisas que literalmente
matamos para conseguir

no mundo da superfície.

Mas no subsolo, o problema é
encontrar energia suficiente.

Na superfície,

plantas podem quimicamente unir moléculas
de dióxido de carbono em açúcares gostosos

tão rápido quanto os fótons
do sol atingem suas folhas.

Mas no subsolo, claro, não há luz solar,

então esse ecossistema
tem que resolver o problema

de quem vai fazer a comida
para todos os outros.

O subsolo precisa de algo
que é como uma planta,

mas que respire rochas.

Por sorte, existe tal criatura

e é chamada de quimiolitoautotrófico,

(Risos)

que é um micróbio que usa
produtos químicos, "quimio",

das rochas, "lito",

para fazer comida, "autotrófico".

E eles podem fazer isso
com vários elementos diferentes:

enxofre, ferro, manganês,
nitrogênio, carbono.

Alguns deles podem usar
elétrons puros, diretamente.

Tipo, se cortarmos a ponta
de um cabo elétrico,

eles poderiam respirar como num snorkel.

(Risos)

Estes quimiolitoautotróficos

pegam a energia que obtêm desses processos

e usam para fazer comida, como as plantas.

Mas sabemos que as plantas
fazem mais do que apenas comida.

Elas também fazem
um produto residual, oxigênio,

do qual somos 100% dependentes.

Mas o produto residual
que esses quimiolitoautotróficos fazem

é muitas vezes sob a forma de minerais,

como ferrugem ou pirita,
como ouro de tolo,

ou carminites, como calcário.

O que temos são micróbios
muito lentos, como rochas,

que obtêm energia das rochas

e fazem outras rochas como seus resíduos.

Estou falando de biologia ou de geologia?

Essas criaturas são realmente confusas.

(Risos)

Então, se eu quero entender isso,

e serei uma bióloga que estuda micróbios

que agem um pouco como rochas,

eu provavelmente deveria
começar a estudar geologia.

E qual é a parte mais legal da geologia?

Vulcões.

(Risos)

Aqui, vemos o interior da cratera
do vulcão Poás, na Costa Rica.

Muitos vulcões na Terra surgem
porque uma placa tectônica oceânica

colide com uma placa continental.

Conforme esta placa oceânica
sofre subducção

ou é movida para baixo
desta placa continental,

coisas como água, dióxido
de carbono e outras substâncias

são espremidas disso,
como um pano molhado sendo torcido.

Desta forma, zonas de subducção são
como portais para as profundezas da Terra,

havendo troca de substâncias entre
a superfície e o mundo subterrâneo.

Recentemente, fui convidada
por alguns colegas na Costa Rica

para trabalhar com eles em alguns vulcões.

E é claro que eu disse sim,
porque a Costa Rica é linda,

mas também porque fica em cima
de uma dessas zonas de subducção.

Queríamos fazer as seguintes perguntas:

"Por que o dióxido de carbono

que sai desta placa tectônica oceânica
profundamente enterrada

só sai dos vulcões?

Por que não vemos isso distribuído
em toda a zona de subducção?

Os micróbios têm algo a ver com isso?"

Esta é uma foto minha
dentro do Vulcão Poás,

junto com meu colega Donato Giovannelli.

Aquele lago do qual estamos próximos
é feito de ácido de bateria puro.

Sei disso porque estávamos medindo
o pH quando esta foto foi tirada.

E enquanto estávamos
trabalhando dentro da cratera,

perguntei ao meu colega
costarriquenho, Carlos Ramírez:

"Tudo bem, se isso começar
a entrar em erupção agora,

qual é a nossa estratégia de fuga?"

E ele disse: "Ah, sim,
ótima pergunta, é muito fácil.

Basta se virar e apreciar a vista.

(Risos)

Porque será sua última".

(Risos)

E pode parecer que ele estava
sendo excessivamente dramático,

mas 54 dias depois que estive
perto daquele lago,

isso aconteceu.

Plateia: Oh!

Aterrorizante, certo?

(Risos)

Esta foi a maior erupção que este
vulcão teve em 60 e poucos anos

e, não muito depois desse vídeo terminar,

a câmera que estava filmando foi destruída

e todo o lago de onde
tínhamos colhido amostras

foi totalmente vaporizado.

Mas eu também quero deixar claro

que tínhamos certeza
que isso não aconteceria

no dia em que estávamos no vulcão,

porque a Costa Rica
os monitora com muito cuidado

através do Instituto OVSICORI,

e tínhamos cientistas daquele
instituto conosco naquele dia.

Mas o fato de ele ter entrado
em erupção ilustra perfeitamente

que, para saber de onde
o gás dióxido de carbono

está saindo dessa placa oceânica,

deve-se procurar nos próprios vulcões.

Mas se vocês forem à Costa Rica,

podem notar que, além desses vulcões,

há várias pequenas fontes termais
aconchegantes por toda a parte.

Parte da água nestas fontes termais

vem desta placa oceânica
profundamente enterrada.

E nossa hipótese era a de que deveria
haver dióxido de carbono

borbulhando com essa água,

mas algo profundo no subsolo
o estava filtrando.

Então passamos duas semanas
dirigindo por toda a Costa Rica,

coletando amostras em todas
as fontes termais que encontramos;

foi horrível, devo lhes dizer.

E depois passamos os dois anos seguintes
medindo e analisando esses dados.

E se vocês não são cientistas,
lhes digo que as grandes descobertas

não acontecem quando estamos numa
linda fonte termal ou em um palco público,

mas quando estamos debruçados
sobre um computador bagunçado,

resolvendo um problema
num instrumento complicado,

ou numa videoconferência com colegas

porque estamos totalmente
confusos sobre os dados.

As descobertas científicas,
como micróbios subterrâneos profundos,

podem ser muito lentas.

Mas, no nosso caso,
isso valeu a pena desta vez.

Descobrimos que literalmente
toneladas de dióxido de carbono

estavam saindo desta placa oceânica
profundamente enterrada.

E o que o mantinha no subsolo

e o impedia que fosse
liberado na atmosfera

era que, no subsolo profundo,

debaixo de todas as adoráveis
preguiças e tucanos da Costa Rica,

estavam os quimiolitoautotróficos.

Esses micróbios e os processos químicos
acontecendo ao seu redor

estavam convertendo esse dióxido
de carbono em mineral de carbonato

e prendendo-o no subsolo.

O que nos faz pensar:

"Se esses processos no subsolo
são tão bons em sugar

todo o dióxido de carbono
vindo de baixo deles,

também podem nos ajudar
com um probleminha de carbono

que estamos tendo na superfície?"

Nós seres humanos estamos liberando tanto
dióxido de carbono em nossa atmosfera

que estamos diminuindo
a capacidade do nosso planeta

de sustentar a vida como a conhecemos.

Cientistas, engenheiros e empresários
estão trabalhando em métodos

para extrair dióxido de carbono
dessas fontes pontuais,

impedindo que seja liberado na atmosfera.

E precisam colocá-lo em algum lugar.

Por isso, precisamos continuar estudando
lugares para armazenar esse carbono,

possivelmente no subsolo,

pra saber o que acontecerá
quando ele for para lá.

Será que esses micróbios subterrâneos
serão um problema, por serem lentos

para manter alguma coisa lá embaixo?

Ou será que eles serão úteis

porque ajudarão a converter isso
em minerais sólidos de carbonato?

Se conseguimos fazer um grande avanço
apenas com um estudo na Costa Rica,

imaginem o que mais nos espera
para ser descoberto lá embaixo.

Este novo campo de "geobioquímica",
ou biologia profunda do subsolo,

ou como quiserem chamá-lo,

terá enormes implicações,

não só para atenuar a mudança climática,

mas possivelmente para entender
como a vida e a Terra evoluíram,

ou achar novos produtos que sejam úteis
para aplicações industriais ou médicas.

Talvez até prever terremotos

ou encontrar vida fora do nosso planeta.

Pode até nos ajudar a entender
a origem da própria vida.

Felizmente, não tenho
que fazer isso sozinha.

Tenho colegas incríveis em todo o mundo

que estão entrando nos mistérios
desse profundo mundo subterrâneo.

E pode parecer que a vida enterrada
no fundo da crosta terrestre

está tão longe de nossas experiências
diárias que é meio que irrelevante.

Mas essa vida estranha e lenta

pode realmente ter as respostas
para alguns dos maiores mistérios

da vida na Terra.

Obrigada.

(Aplausos)