Clique e Assine a partir de R$ 8,90/mês
Ciência

O animal imortal – e outras formas de vida insólitas

Uma água-viva programada para viver eternamente. A lesma que também é planta, e faz fotossíntese. Os micróbios que sobrevivem isolados, dentro de rochas, sem nenhum alimento. As bactérias que flutuam na estratosfera, a espécie que foi modificada para absorver COdo ar – e os fungos ocultos no reator nuclear de Chernobyl.

Texto Bruno Garattoni e Paulo César Teixeira
Ilustração Zansky
Design Carlos Eduardo Hara

As águas-vivas são, junto com as esponjas-do-mar, os animais mais antigos do planeta Terra: surgiram 600 a 700 milhões de anos atrás, muito antes dos primeiros insetos (470 milhões), peixes (400 milhões) ou dinossauros (230 milhões). Seu ciclo de vida é o seguinte: o bicho nasce de um ovo, na forma de larva, vira pólipo e depois medusa (os pólipos ficam grudados em alguma superfície, enquanto as medusas se deslocam na água) e morre. Mas para a Turritopsis dohrnii, uma espécie encontrada principalmente no Mar Mediterrâneo, esse roteiro tem um desfecho inesperado. Ela também nasce como larva, se agarra a superfícies como rochas ou cascos de navios naufragados, e forma uma colônia de pólipos, dos quais brotam medusas já em fase adulta – prontas para a liberação de gametas que, depois de fecundados, cumprirão a tarefa de perpetuar a espécie.

Até aí, tudo normal. O extraordinário vem depois que a T. dohrnii libera os gametas: ela volta a ser pólipo, tornando-se novamente jovem. Ela é capaz de reverter o próprio envelhecimento. E, biologicamente, viver para sempre.

-
Yiming Chen/Getty Images

Essa proeza foi descoberta em 1996, por um grupo de pesquisadores da Universidade de Salento, na Itália (1), liderados pelo cientista Stefano Piraino. Existem outras espécies capazes de retroceder seu ciclo de vida, mas isso sempre acontece antes que o indivíduo atinja a fase de reprodução sexual. A T. dohrnii difere nesse ponto crítico. Mas, se essa criatura é tecnicamente imortal, os oceanos deveriam estar lotados dela – só que isso não ocorre. “A própria natureza não deixa que aconteça”, explica o biólogo Sérgio Stampar, da Universidade Estadual Paulista (Unesp). Invariavelmente, chega o momento em que a águaviva cruza com algum de seus predadores naturais, que acaba por devorá-la. Ela também pode morrer ao desenvolver doenças, que a impedem de tomar o caminho de volta à juventude.

A ciência vem se esforçando para descobrir os segredos da água-viva. Em dezembro de 2019, Piraino publicou o primeiro sequenciamento do genoma da T. dohrnii. Mas ainda estamos longe de descobrir quais genes dão a ela o poder de voltar no tempo. Só quando esse processo for plenamente compreendido será possível, talvez, usar esse conhecimento em benefício de seres humanos. Mas, antes que alguém se entusiasme a ponto de acreditar na descoberta de um elixir da vida eterna, o professor da Unesp explica que a ideia não é essa: “O que se busca é a regeneração de órgãos e tecidos, algo que parece bem plausível”, diz Stampar.

Continua após a publicidade

A vida petrificada

-
Zansky/Superinteressante

Imagine o pior lugar do mundo para viver. No fundo do mar, sujeito a altíssima pressão? Dentro de uma caverna cheia de gases venenosos – ou em um gêiser, com a água fervendo? A ciência já descobriu formas de vida em todos esses lugares. E, também, num ambiente ainda mais hostil: dentro de uma pedra. São os endólitos: espécies de bactérias, arqueas e fungos capazes de sobreviver dentro de rochas, com pouquíssimo ou nenhum acesso a oxigênio ou nutrientes do mundo externo.

Alguns deles vivem em rochas encontradas na superfície da Terra, como no leito de lagos secos da Antártida. Outros estão encravados em cavernas ou aquíferos. Há também aqueles que prosperam na crosta terrestre ou oceânica. Ainda não se sabe a profundidade que podem suportar. Os cientistas levam em conta que a principal dificuldade, para eles, sejam as temperaturas elevadas – estima-se um limite de tolerância de 110 ºC. Já foram encontrados endólitos em rochas a 3 km de profundidade.

Boa parte dos endólitos é autotrófica, ou seja, produz seu próprio alimento a partir de gases ou nutrientes dissolvidos na água – que pode penetrar, em quantidades muito pequenas, por fissuras nas rochas. Mas um subgrupo, os litótrofos, não depende nem disso: eles excretam ácidos que decompõem a rocha, e então se alimentam das moléculas dela, como ferro e potássio.

Os endólitos não surgiram dentro das pedras. Eles entraram nelas e as colonizaram, se reproduzindo ali dentro. Mas sua capacidade de prosperar em condições tão extremas, num ambiente tão incompatível com as demais formas de vida, leva alguns pesquisadores a especular sobre sua origem e existência: eles poderiam ter vindo do espaço, numa tese conhecida como astrobiologia, e talvez também existam em outros mundos – cenários extremamente inóspitos em Marte e em outros planetas poderiam representar, em teoria, refúgios perfeitos para os endólitos extraterrestres.

Continua após a publicidade

A bactéria comedora de CO2

Ilustração com fumaça em primeiro plano saindo de chaminés de fábricas ao fundo.

Reduzir a quantidade de CO2 emitida pela humanidade, antes que o aquecimento global atinja níveis graves, é tão essencial quanto difícil – os combustíveis fósseis, cuja queima libera CO2, ainda fornecem mais de 80% da energia consumida pela humanidade, segundo dados do Banco Mundial. E se existisse uma bactéria capaz de digerir o CO2? Ela poderia ser cultivada em grande escala e usada para absorver o excesso desse gás na atmosfera, freando as mudanças climáticas.

Em 2019, cientistas do Instituto Weizmann, em Israel, criaram uma versão geneticamente modificada (2) da Escherichia coli, uma bactéria que faz parte da flora intestinal humana – e ganhou a habilidade de metabolizar o CO2. Ela se tornou capaz de extrair desse gás (e não do açúcar, como normalmente acontece) o carbono de que precisa para viver.

Para que isso acontecesse, foram promovidas mudanças em apenas 11 genes. Mas os cientistas levaram dez anos para conseguir chegar a uma E. coli que conseguisse sobreviver só de CO2. Eles começaram fornecendo um pouquinho de açúcar junto com bastante CO2 (em concentração 250 vezes maior que a da atmosfera da Terra) a sucessivas gerações da E. coli modificada – até que ela aceitasse se alimentar exclusivamente de dióxido de carbono.

Ela é uma versão alterada da E. coli, que vive no intestino humano. Transforma Co2, vilão do aquecimento global, em combustível.
Ela é uma versão alterada da E. coli, que vive no intestino humano. Transforma Co2, vilão do aquecimento global, em combustível. Alissa Eckert/Science Photo Library/Divulgação

Em sua versão atual, a bactéria não seria capaz de sobreviver fora do laboratório: ela requer um ambiente com 10% de CO2 (muito mais que os 0,04% presentes na atmosfera terrestre). E, mesmo nessa situação controlada, ela se multiplica muito devagar: leva 18 horas para se reproduzir, contra 20 minutos da E. coli comum. Ou seja, não adiantaria usar essa bactéria em grande escala para absorver o excesso de CO2 na atmosfera terrestre. Isso provavelmente é uma boa coisa, por razões de segurança (se o micróbio fosse muito eficiente, poderia sair do controle e se multiplicar pelo mundo, reduzindo demais o CO2 na atmosfera – e levando a Terra a uma nova era glacial).

A ideia é que, no futuro, a E. coli geneticamente modificada seja usada para produzir biocombustíveis: ela seria cultivada em usinas, se alimentando de CO2 do ar, e depois processada para virar combustível. A queima dele liberaria CO2, que seria recapturado e usado para alimentar mais bactérias – num ciclo neutro em carbono, que não aumenta a quantidade dele na atmosfera. Em suma: a bactéria comedora de gás não é uma solução mágica para reverter o aquecimento global. Mas pode ser uma boa ferramenta para evitar que ele piore.

Continua após a publicidade

Os micróbios da atmosfera

Ilustração de skyline de cidade com nuvens no céu e micróbios acima delas.

“Tudo está em todo lugar, mas o ambiente seleciona.” Essa tese foi proposta em 1934 pelo cientista holandês Bass Becking, e é repetida como um mantra por microbiólogos. Tanto é assim que já foram encontradas bactérias até na estratosfera. Elas sobrevivem em um ambiente muito hostil, com altos níveis de radiação ultravioleta, poucos nutrientes e temperaturas que chegam a 51 ºC negativos. Além de suportar tudo isso, podem ter um papel fundamental para o clima e a agricultura, ao interferir com a formação de cristais de gelo e a condensação das nuvens.

As bactérias da estratosfera chamaram a atenção pela primeira vez em 2019, quando pesquisadores indianos descobriram três espécies novas, que nunca tinham sido vistas na Terra, e foram encontradas em amostras de ar coletadas entre 20 e 41 km de altura.  Elas foram batizadas de Bacilus isronensis, Bacillus aryabhattai e Janibacter hoylei: homenageando a ISRO, a agência espacial indiana, o matemático e astrônomo indiano Ariabata (476-550 d.C.) e, interessantemente, o astrofísico inglês Fred Hoyle, um defensor da panspermia – teoria segundo a qual a vida se originou fora da Terra e chegou aqui em um meteorito. Ou seja: os indianos queriam dizer que aquelas bactérias, ou pelo menos uma delas, era extraterrestre.

Não é necessariamente assim, claro – a ciência está longe de catalogar todas as espécies que vivem na Terra, e nem por isso elas são alienígenas. Esse raciocínio foi comprovado em 2013, quando cientistas examinaram amostras de ar capturadas pela Nasa durante uma pesquisa sobre furacões em regiões como o Golfo do México, o Mar do Caribe, o Oceano Atlântico e o território dos EUA – e descobriram nada menos do que 314 tipos de bactéria (3) vivendo a 10 km de altitude.

As bactérias eram de espécies conhecidas e suas proporções variavam conforme a região (locais onde há furacões tinham mais tipos de bactéria no ar do que a área continental dos EUA), sugerindo que elas foram trazidas do solo pelo vento. Os pesquisadores também teorizaram que mesmo vivendo na estratosfera, onde as nuvens são raras, aqueles micróbios poderiam interferir com as chuvas. “Considerando que muitas espécies (especialmente Proteobacteria) são núcleos eficientes para a formação de gotículas d’água e cristais de gelo, e como as nuvens da média e alta troposfera podem ser afetadas por micronúcleos de gelo, células bacterianas podem influenciar as nuvens e a precipitação mais do que se acreditava.”

E a B. aryabhattai, uma das três descobertas pelos indianos, também tem relevância agrícola: na última década,  experiências realizadas pela Embrapa (4) e por outras instituições constataram que o milho, a soja e a cana-de-açúcar crescem melhor, usando menos água do solo, quando suas mudas são inoculadas com essa bactéria.

Continua após a publicidade

O fungo radioativo

Ilustração de reator nuclear: um buraco circular emitindo luz azul com grade no fundo e tubulação passando em seu entorno.

Os destroços do reator número 4 da usina nuclear de Chernobyl, que explodiu em abril de 1986, são contaminados num grau inacreditável: os operários enviados para apagar o incêndio foram expostos a até 16 mil milisievert, o equivalente a 160 mil exames de raio X, e muitos deles morreram (a ONU estima 134 casos graves e 28 mortes diretas; depois, milhares de pessoas teriam morrido de câncer em consequência da radiação espalhada pela Europa).

O reator foi lacrado com a construção do chamado “sarcófago” e do New Safe Confinement, duas estruturas de metal e concreto que impedem o vazamento de radioatividade – mas o interior dele continua extremamente letal. A radiação eletromagnética ali é forte o suficiente para arrancar elétrons dos átomos, o que danifica as células do organismo. Dependendo da dose absorvida pelo organismo, ela pode levar à formação de tumores ou provocar a morte rápida, por falência dos órgãos.

Exceto para alguns fungos. Em 1991, durante uma inspeção de rotina feita por um robô dentro da carcaça do reator, foram descobertas 37 espécies de fungo vivendo ali dentro. Um deles é o Cryptococcus neoformans, que é conhecido há mais de cem anos e causa infecções no pulmão. Ele produz melanina (pigmento que, em humanos, torna a pele escura) e usa essa substância para absorver a radiação, transformando-a em energia química. Ou seja, alimenta-se dela. Os fungos que comem radiação foram batizados de radiotróficos, e o processo que fazem é chamado de radiossíntese – uma referência à fotossíntese realizada pelas plantas.

O reator número 4 da usina de Chernobyl é um lugar letal. Exceto para o C. neoformans – um fungo que se alimenta de radiação.
O reator número 4 da usina de Chernobyl é um lugar letal. Exceto para o C. neoformans – um fungo que se alimenta de radiação. Leanor Haley/Wikimedia Commons

Cientistas da Universidade Johns Hopkins, nos EUA, estão estudando o C. neoformans para tentar usá-lo como instrumento antirradiação – a ideia é produzir um creme que, aplicado na pele, poderia proteger funcionários de usinas nucleares, pacientes de câncer que estão fazendo radioterapia e até astronautas (que, sem a proteção do campo magnético da Terra, são expostos a níveis consideráveis de radiação cósmica).

Oito espécies dos fungos de Chernobyl já foram enviadas para testes a bordo da Estação Espacial Internacional. Isso porque algumas pesquisas sugerem que os radiotróficos poderiam ser utilizados para captar e armazenar energia, tornando-se uma alternativa biológica aos painéis solares (a radiação solar é formada por ondas eletromagnéticas).

Continua após a publicidade

O animal vegetal

Ilustração da lesma marinha E. chlorotica se alimentando de algas.

À primeira vista, parece uma folha verde. Mas, se você olhar mais de perto, verá que é algo muito mais estranho: uma forma híbrida de animal e planta. A lesma marinha Elysia chlorotica, que mede 5 cm de comprimento e é encontrada na costa leste dos Estados Unidos, pode passar até um ano sem comer. Isso porque ela é capaz de algo incrível: fazer fotossíntese. Isso mesmo. Ela, como as plantas, pode se alimentar apenas de gás carbônico e luz.

A E. chlorotica consegue fazer isso porque absorve os cloroplastos (organelas que permitem às plantas colher energia solar) de uma das algas da qual ela se alimenta, a Vaucheria litorea. Mas essa “mágica” não é tão simples assim. Para que aqueles cloroplastos continuem funcionando, eles precisam de proteínas especiais, que a alga produz, mas a lesma não. Então, como explicar o fenômeno?

A lesma E. chlorotica absorve os cloroplastos das algas que come. E se torna capaz de fazer fotossíntese.
A lesma E. chlorotica absorve os cloroplastos das algas que come. E se torna capaz de fazer fotossíntese. Mary Tyler/Mary Rumpho/University of Maine/Divulgação

Acredita-se que, em algum momento, determinados genes da alga tenham passado para a lesma, que os incorporou e transmitiu a seus descendentes. Vários aspectos do processo ainda não têm explicação. A ciência ainda não sabe, por exemplo, como os cloroplastos conseguem sobreviver – pois eles são corpos estranhos, que deveriam ser atacados pelo sistema imunológico da lesma.

Em 2019, cientistas da Universidade de Hong Kong fizeram a primeira leitura do genoma da E. chlorotica. Identificaram 24.980 genes, abrindo caminho para a parte realmente difícil: entender o que cada um deles faz. Além da curiosidade que desperta, a lesma com DNA de planta pode ter utilidade prática para a medicina. A transferência de genes é uma das esperanças para corrigir defeitos no DNA humano e evitar doenças. A E. chlorotica também poderá contribuir para pesquisas sobre imunologia. Mas os cientistas trabalhando nisso vão precisar correr: a lesma, que já era difícil de achar, está se tornando cada vez mais rara devido às mudanças climáticas.

Continua após a publicidade

O mito da proteína alienígena

Em 2020, cientistas anunciaram a descoberta de duas possíveis evidências de vida alienígena. Mas não era bem assim.
Em 2020, cientistas anunciaram a descoberta de duas possíveis evidências de vida alienígena. Mas não era bem assim. Zansky/Superinteressante

O meteorito Acfer 086 se estatelou no chão da Argélia em 1990. Mas só três décadas depois, em fevereiro de 2020, veio a público seu grande segredo: a bioquímica Julie McGeoch, da Universidade Harvard, detectou nele uma proteína de origem incerta, diferente de qualquer outra conhecida – e que poderia ter se originado fora da Terra. A descoberta deu o que falar. Estaríamos diante da primeira evidência de vida extraterrestre? Calma lá.

A proteína, que foi batizada de hemolitina, possui estrutura até certo ponto compatível com a das proteínas terrestres. Ela é formada por glicina e aminoácidos e também tem átomos de oxigênio, lítio e ferro em suas extremidades. O que chamou a atenção dos cientistas foi a alta proporção de deutério (um dos isótopos estáveis do hidrogênio), que não tem similar em nenhum outro composto da Terra. Para os pesquisadores, esse fator poderia indicar que a substância não se originou em nosso planeta.

A primeira ressalva é a mesma válida para as bactérias encontradas na estratosfera (leia texto acima): a biologia terrestre continua cheia de mistérios, e só porque uma coisa nunca foi vista antes não significa que ela seja alienígena. Além disso, o estudo da hemolitina (5) foi criticado por outros cientistas, que consideraram os dados insuficientes. “A estrutura [da tal proteína] não faz sentido”, declarou o químico Lee Cronin, da Universidade de Glasgow, à revista New Scientist.

Até hoje, um ano depois de sua pré-publicação, o trabalho não foi publicado em nenhum jornal científico – e, portanto, não foi revisado e julgado por especialistas independentes. Ele também não foi replicado. Em fevereiro de 2021, McGeoch escreveu outro artigo, que não foi aceito por nenhum jornal científico, em que novamente propõe “a origem extraterrestre” da hemolitina (6). Desta vez, com a imprensa focada na pandemia, não obteve a mesma atenção.

Não é incomum que, passada a euforia em torno de uma pretensa descoberta, ela acabe sendo derrubada – sem que a imprensa dê a isso o mesmo destaque da manchete original. Foi o que aconteceu em 2020 com a suposta detecção de fosfina, um gás que indicaria a presença de vida em Vênus. Alguns meses mais tarde, os mesmos autores revisaram a pesquisa original, e descobriram que ela estava bem errada (havia pouquíssima fosfina, e ela talvez fosse só um erro de algum dos instrumentos utilizados).

Esse episódio, mais o da hemolitina, foram duas decepções para quem esperava ver novas formas exóticas de vida. Bobagem. A vida na Terra, como ilustram os casos desta reportagem, já é incrível o bastante.

***

Continua após a publicidade

Fontes

(1) Reversing the life cycle: medusae transforming into polyps and cell transdifferentiation in Turritopsis nutricula (Cnidaria, Hydrozoa). S Piraino e outros, 1996.

(2) Conversion of Escherichia coli to Generate All Biomass Carbon from CO2. S Gleizer e outros, 2019. 

(3) Microbiome of the upper troposphere: Species composition and prevalence, effects of tropical storms, and atmospheric implications. K Konstantinidis e outros, 2013.

(4) Promoção de crescimento de mudas pré-brotadas de cana-de-açúcar inoculadas com Bacillus aryabhattai em diferentes frequências de irrigação. A May e outros, 2019.

(5) Hemolithin: a Meteoritic Protein containing Iron and Lithium. J McGeoch e outros, 2020.

(6) Meteoritic Proteins with Glycine, Iron and Lithium. J McGeoch e outros, 2021.

Continua após a publicidade