Notícia

Microrganismos de regiões secas extraem água de rochas colonizadas

Fonte

Universidade da Califórnia em Irvine

Data

sexta-feira, 8 maio 2020 12:30

Áreas

Biologia. Microbiologia. Recursos Naturais.

No deserto do Atacama, no norte do Chile, um dos lugares mais secos da Terra, os microrganismos conseguem sobreviver, extraindo água das próprias rochas que colonizam.

Através de trabalhos em campo e de experimentos em laboratório, pesquisadores da Universidade da Califórnia em Irvine (UCI), da Universidade Johns Hopkins e da Universidade da Califórnia em Riverside, nos Estados Unidos, melhoraram sua compreensão sobre os mecanismos pelos quais algumas cianobactérias sobrevivem em ambientes hostis.

As novas observações, publicadas na revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences, demonstram como a vida pode florescer em lugares sem muita água em evidência – como em Marte – e como as pessoas que vivem em regiões áridas podem um dia tirar sua hidratação dos minerais disponíveis.

“O Escritório de Pesquisa do Exército financiou esse projeto porque eles querem entender como os organismos podem sobreviver em ambientes extremos”, disse o principal autor Dr. David Kisailus, professor de Engenharia e Ciência dos Materiais da UCI. “Eles também queriam que ajudássemos a traduzir isso para permitir que os humanos lidassem com as condições mais adversas, seja no meio do deserto ou enquanto exploram outros planetas”.

A equipe de pesquisa concentrou-se nas interações de Chroococcidiopsis, uma cianobactéria resistente à dessecação encontrada em desertos ao redor do mundo, e a gipsita, um mineral à base de sulfato de cálcio contendo água. As formas de vida colonizadoras existem sob uma fina camada de rocha que lhes dá uma medida de proteção contra a alta irradiância solar do Atacama, a seca extrema e os ventos fortes.

A Dra. Jocelyne DiRuggiero, coautora do estudo e professora associada do Departamento de Biologia da Universidade Johns Hopkins, viajou ao deserto para coletar amostras de gipsita, que foram trazidas de volta ao seu laboratório nos EUA. Ela cortou pequenos pedaços que abrigavam cianobactérias e os enviou ao laboratório do Dr. Kisailus para análise de materiais.

Em uma das descobertas mais impressionantes do estudo, os pesquisadores aprenderam que os microrganismos mudam a própria natureza da rocha que ocupam. Ao extrair água, eles causam uma transformação de fase do material – de gipsita para anidrita, um mineral desidratado.

De acordo com a Dra. DiRuggiero, o ímpeto do trabalho publicado ocorreu quando o Dr. Wei Huang, pesquisador de pós-doutorado em Engenharia e Ciência dos Materiais da UCI, localizou dados mostrando uma sobreposição nas concentrações de anidrita e cianobactérias nas amostras de gipsita coletadas no Atacama.

“Nossa análise das regiões das rochas onde os micróbios foram colonizados revelou uma fase desidratada de sulfato de cálcio, sugerindo que eles extraem água da rocha para sobreviver”, destacou o Dr. David Kisailus.

A equipe utilizou uma combinação de microscopia e espectroscopia avançadas para examinar as interações entre os homólogos biológicos e geológicos, descobrindo que os organismos perfuravam a rocha como pequenos mineiros, excretando um biofilme contendo ácidos orgânicos. O Dr. Huang empregou um microscópio eletrônico modificado equipado com um espectrômetro Raman para descobrir que as cianobactérias usavam o ácido para penetrar no gesso em direções cristalográficas específicas – apenas ao longo de certos planos onde elas poderiam acessar mais facilmente a água existente entre as faces dos íons cálcio e sulfato.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade da Califórnia em Irvine (em inglês).

Fonte: Brian Bell, Universidade da Califórnia em Irvine. Imagem: microrganismos (cianobactérias, destacadas em verde) colonizam a rocha (destacada em roxo) para extrair água. Fonte: David Kisailus, Universidade da Califórnia em Irvine.