VIDA QUE FLORESCE NO FUNDO DOS OCEANOS.

Fumarolas quentes no fundo do oceano, ricas em vida animal, foram descobertas pela primeira vez há 40 anos. Desde então, o conhecimento sobre como a vida está prosperando sob tais condições extremas – e, portanto, talvez também em outros planetas – se multiplicou, mas ainda há muito a ser descoberto. E no horizonte há projetos de exploração comercial dos recursos desses ecossistemas.

Riftia pachyptila, conhecida também como verme tubular gigante (Credit: NOAA Okeanos Explorer Program, Galapagos Rift Expedition 2011).

Quatro décadas se passaram desde que Corliss e seus colegas descreveram as massas flutuantes de minhocas gigantes, com um metro de comprimento, descobertas perto das fontes termais no fundo do oceano na revistaScience. Até então, o fundo do oceano era considerado mais como um deserto do que como um oásis.

Corliss e seus colegas não descobriram as fontes termais submarinas por acaso; na verdade, eles estavam tentando verificar a hipótese de sua existência.

As teorias sobre os movimentos das placas tectônicas abriram caminho para a descoberta, sugerindo que as cadeias de alívio que circundam o globo no fundo do oceano, definidas como centros de expansão, eram locais vulcânicos na borda das placas tectônicas.

Uma pista crucial para a existência de fontes termais submarinas foi o fluxo de calor inesperadamente baixo na crosta oceânica. Um fluxo convectivo de calor através das fontes termais poderia resolver o enigma desse calor perdido. As anomalias de água de alta temperatura documentadas acima de um centro de expansão chamado Dorsal de Galápagos levou Corliss e seus colegas para o local onde descobriram as fontes termais submarinas (também chamadas de chaminés, fumarolas ou fontes hidrotermais).

Mapa global das fontes hidrotermais oceânicas (Savant-fou/NOAA/Wikimedia Commons)

Encontrar essas fontes termais foi uma descoberta incrível. Mas o que realmente perturbou a ciência do fundo do mar foi o inesperado oásis de vida lavado por aquelas águas quentes. Durante o mergulho no submarino Alvin que levou à descoberta, o geólogo Jack Corliss chamou a tripulação da embarcação de apoio a 2,5 quilômetros de altura e perguntou: “O oceano profundo não deveria ser como um deserto?” “Sim”, foi a resposta. “Bem, há muitos animais aqui embaixo.”

Essa pequena troca marcou o que provavelmente foi a maior descoberta da oceanografia biológica até agora, e que foi feita por um grupo de geólogos e geoquímicos. Em seu artigo, os autores enfatizaram profeticamente: “Essas comunidades frágeis oferecem uma oportunidade única para uma ampla gama de estudos zoológicos, bacteriológicos, ecológicos e bioquímicos”. O que saiu desses estudos?

Não demorou muito para que os biólogos descobrissem o quão bem os vermes tubulares gigantes se adaptaram ao seu ambiente. Nessa profunda escuridão, gerar energia celular com fotossíntese não é uma opção válida. E porque o material orgânico produzido na superfície do oceano perde muito do seu valor nutricional quando atinge o fundo do mar profundo, ele não fornece uma fonte adequada de energia para suportar populações densas de grandes organismos.

Em vez disso, os habitantes das águas termais que vivem na água enriquecida a alta temperatura, com sulfureto de hidrogênio e outros compostos inorgânicos quimicamente reduzidos (tais como metano) beneficiando bactérias simbióticas ou livre, que geram energia via quimiossíntese, isto é, a oxidação química daqueles compostos reduzidos.

Logo após as primeiras descobertas no sítio de Galápagos, outro tipo de fonte termal chamado de “chaminé negra” foi descoberto em outro local oceânico, emitindo fluidos hidrotermais ricos em metais.

Os ecossistemas de fontes termais foram agora descobertos nos centros de expansão do fundo do mar em todo o mundo. Existem cerca de mil ou mais oásis submarinos, parecendo minúsculas pérolas ao longo dos centros de expansão. Apesar de numerosos, eles são um habitat raro, se você calcular a área total que eles ocupam: todos juntos, eles poderiam estar na ilha de Manhattan, e ainda permaneceriam livres.

Eles também são habitats efêmeros, que duram anos ou décadas, ou talvez séculos, dependendo das condições geológicas. Isso levanta a questão de como as populações de invertebrados são mantidas e qual é a natureza das barreiras biogeográficas entre as populações nas fontes termais. Os ciclos de vida de quase todos os invertebrados que vivem em nascentes termais submarinas incluem uma fase larval generalizada na coluna de água. A ecologia das larvas, a conectividade da população, as barreiras oceanográficas e as rotas de transporte são os principais tópicos da pesquisa atual.

Nas fontes termais dos vários centros de expansão existem diferentes tipos de espécies. E alguns centros de expansão no hemisfério sul e no Ártico ainda estão por ser explorados, aumentando a possibilidade de que haja tipos de relacionamentos e adaptações entre bactérias e invertebrados antes desconhecidos.

Espécies surpreendentes e incríveis adaptações biológicas continuam a aparecer. Os vermes de Pompéia (Alvinella pompejana) vivem a temperaturas de até 42°C. Estas estão entre as temperaturas mais extremas suportadas por qualquer animal multicelular na Terra. Os vermes nos desafiam a entender como as proteínas no organismo dos animais são protegidas da fusão. Microrganismos chamados Archaea podem viver a 121°C: são as condições de vida mais quentes conhecidas na Terra. O camarão “cego” (Rimicaris exoculata) mostram “olhos” altamente modificado que são consideradas como capazes de detectar variações na luz emitida a partir dos fluidos a 350°C das chaminés negras, ajudando-os a evitar ser “cozida” por calor. Os caranguejos Yeti (Kiwa tyleri) têm garras e pernas peludas que lhes permitem “reproduzir” as bactérias que comem. Os caracóis da espécie Chrysomallon squamiferum rastejam em “pés” protegidos por lascas de metal de um tipo que não é encontrado em outros moluscos vivos ou fósseis e oferecem inspiração para o design de materiais para armaduras.

A importância da quimiossíntese microbiana perto das fontes termais também nos leva a repensar nossas idéias sobre as condições extremas às quais a vida pode se adaptar, sobre a origem da vida neste planeta e também sobre o potencial da vida em outras partes do universo.
As missões da NASA a Marte nos anos setenta estavam à procura de evidências da presença da vida com base na energia da luz solar; agora as missões planetárias também levam em consideração a possibilidade de uma vida abastecida por energia química. Os astrobiólogos estudam termas submarinas para observar condições que podem ser semelhantes às da Terra primordial e considerar as fontes termais oceânicas de possíveis análogos de ambientes submarinos alienígenas em mundos oceânicos além do nosso planeta.

Os incentivos científicos para a exploração de fontes térmicas andam de mãos dadas com os incentivos de engenharia para projetar e construir veículos que são cada vez mais capazes de alcançar o fundo do mar de forma precisa e confiável. Primeiro chegaram os veículos de controle remoto, e logo seguidos por veículos submarinos autônomos, pré-programados para deslizarem no fundo do mar como drones, com uma carga de instrumentos que mapeiam o fundo do mar e detectam as propriedades da água. O desenvolvimento de cabos que transmitem dados de vídeo permite que essas imagens sejam transmitidas em tempo real, em todo o mundo, em sítios acessíveis (como NautilusLive e Ocean Networks Canada).

Aberturas hidrotermais no fundo do oceano na área das Ilhas Marianas, no Oceano Pacífico (Crédito: NOAA Expedition & Research).

A última geração de veículos marítimos de alto mar em desenvolvimento está transformando o uso para descoberta e pesquisa científica em um papel comercial. Discos de moagem, fresas e amostradores de dimensões gigantescas foram projetados, construídos e testados para a extração de depósitos de sulfeto no fundo do mar, produzidos pela atividade hidrotérmica. Uma companhia canadense garantiu as concessões para realizar extrações de cobre, ouro e prata nas fontes termais do Mar de Bismarck, embora até agora não haja atividades de extração comercial de depósitos de enxofre a partir de depósitos marinhos.

Muitas nações colocaram os ecossistemas de fontes termais em seus territórios sob proteção, mas o destino dos ecossistemas localizados em áreas além das fronteiras nacionais está nas mãos da Autoridade Internacional dos Fundos Marinhos, que atualmente está revisando seu código de mineração. A atenção poderia mudar da extração para as fontes termais ativas, que arrisca a destruição de espécies associadas, explorando sulfetos em locais sem sinais visíveis de fluxo de fluidos hidrotermais ou organismos dependentes de chaminés, mas essa conclusão ainda não está garantida. As ações que serão realizadas no futuro próximo determinarão se a fronteira da descoberta de fontes termais aberta por Corliss e seus colegas há 40 anos passará da exploração para desfrute.

Fonte: Le Scienze

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