Este mistério do mar profundo está a mudar a compreensão da vida

Até onde podemos penetrar no interior da Terra e ainda encontrar vida? Karen Lloyd, microbióloga, apresenta-nos micróbios do subsolo marinho: minúsculos organismos que vivem enterrados a metros de profundidade no lodo oceânico e existem na Terra muito antes dos animais. Saibam mais sobre estes micróbios misteriosos, que se recusam a desenvolver-se no laboratório e parecem ter uma relação com o tempo e a energia fundamentalmente diferente da que nós temos.

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)