Cientistas descobrem ecossistema abaixo da terra duas vezes o tamanho dos oceanos do planeta

Os colaboradores do Observatório de Carbono Profundo, explorando as “Galápagos das profundezas”, contribuem para o que é conhecido, desconhecido e incognoscível sobre o ecossistema mais puro da Terra

Bactérias, archaea e outros micróbios – alguns deles zumbis – existem até mesmo em subsuperfícies conhecidas mais profundas e são mais estranhos do que suas contrapartes de superfície.

~ 70% das bactérias e archaea da Terra vivem no subsolo.

OBSERVATÓRIO DE CARBONO PROFUNDO – Bactérias “zumbis” e outras formas de vida constituem uma imensa quantidade de carbono nas profundezas da Terra – 245 a 385 vezes maior do que a massa de carbono de todos os seres humanos na superfície, segundo cientistas próximos ao final de uma Colaboração internacional de 10 anos para revelar os segredos mais profundos da Terra.

Às vésperas do encontro anual da União Geofísica Americana, cientistas do Observatório Deep Carbon divulgaram hoje várias descobertas transformacionais, incluindo quanto e quais tipos de vida existem em subsuperfícies profundas sob os maiores extremos de pressão, temperatura e baixa energia e nutrientes. disponibilidade.

Um nematoide (eucariota) em um biofilme de microorganismos, um nematóide não identificado (Poikilolaimus sp.) Que vive 1,4 km abaixo da superfície. Foto: Gaetan Borgonie / AFP / Getty Images / Vida Extrema

Perfurando 2,5 km no fundo do mar e amostrando micróbios de minas continentais e furos com mais de 5 km de profundidade, a equipe usou os resultados para construir modelos do ecossistema nas profundezas do planeta.

Com insights a partir de agora centenas de locais sob os continentes e mares, eles se aproximaram do tamanho da biosfera profunda – de 2 a 2,3 bilhões de quilômetros cúbicos (quase o dobro do volume de todos os oceanos) – bem como a massa de carbono da vida profunda: 15 para 23 [1] mil milhões de toneladas (uma média de pelo menos 7,5 toneladas de carbono por quilómetro de subsuperfície).

O trabalho também ajuda a determinar tipos de ambientes extraterrestres que poderiam suportar a vida.

Entre muitas descobertas e insights importantes:
  • A biosfera profunda constitui um mundo que pode ser visto como uma espécie de “galápagos subterrâneos” e inclui membros de todos os três domínios da vida: bactérias e archaea (micróbios sem núcleo ligado à membrana) e eucarya (micróbios ou organismos multicelulares com células). que contêm um núcleo, bem como organelas ligadas à membrana)
  • Dois tipos de micróbios – bactérias e archaea – dominam a Terra Profunda. Entre eles, milhões de tipos distintos, a maioria ainda por descobrir ou caracterizar. Essa assim chamada “matéria escura” microbiana expande dramaticamente nossa perspectiva sobre a árvore da vida. Cientistas da Deep Life dizem que cerca de 70% das bactérias e archaea da Terra vivem no subsolo
  • Micróbios profundos são frequentemente muito diferentes de seus primos de superfície, com ciclos de vida em escalas de tempo quase geológicas, jantando em alguns casos com nada mais do que energia de rochas
  • A diversidade genética da vida abaixo da superfície é comparável ou supera a acima da superfície
  • Enquanto as comunidades microbianas subsuperficiais diferem muito entre os ambientes, certos gêneros e grupos taxonômicos superiores são onipresentes – eles aparecem em todo o planeta
  • A riqueza da comunidade microbiana está relacionada à idade dos sedimentos marinhos, onde as células são encontradas – sugerindo que nos sedimentos mais antigos, a energia dos alimentos diminuiu com o tempo, reduzindo a comunidade microbiana
  • Os limites absolutos da vida na Terra em termos de temperatura, pressão e disponibilidade de energia ainda não foram encontrados. Os registros são continuamente quebrados. Um pioneiro para o organismo mais quente da Terra no mundo natural é o Geogemma barossii, um organismo unicelular que se desenvolve em fontes hidrotermais no fundo do mar. Suas células, minúsculas esferas microscópicas, crescem e se replicam a 121 graus Celsius (21 graus mais quentes do que o ponto de ebulição da água).
  • A vida microbiana pode sobreviver até 122 ° C, o recorde alcançado em uma cultura de laboratório (em comparação, o recorde mais quente na superfície da Terra, em um deserto iraniano desabitado, é de cerca de 71 ° C – a temperatura de bife bem feito )
  • A profundidade recorde em que a vida foi encontrada no subsolo continental é de aproximadamente 5 km; o recorde em águas marinhas é de 10,5 km da superfície do oceano, uma profundidade de extrema pressão; a uma profundidade de 4000 metros, por exemplo, a pressão é aproximadamente 400 vezes maior do que no nível do mar
  • Os cientistas têm uma melhor compreensão do impacto sobre a vida em locais subsuperficiais manipulados por seres humanos (por exemplo, xistos fraturados, captura e armazenamento de carbono)

Precisão cada vez maior e o custo decrescente do sequenciamento de DNA, juntamente com avanços nas tecnologias de perfuração em águas profundas (pioneiros no navio científico japonês Chikyu, projetados para perfurar em muito o leito marinho em algumas das regiões mais ativas do planeta) É possível que os pesquisadores dêem o primeiro olhar detalhado sobre a composição da biosfera profunda.

Existem esforços comparáveis ​​para perfurar cada vez mais profundamente sob os ambientes continentais, usando dispositivos de amostragem que mantêm a pressão para preservar a vida microbiana (nenhum deles pensou representar qualquer ameaça ou benefício à saúde humana).

Para estimar a massa total da vida profunda subcontinental da Terra, por exemplo, a equipe compilou dados sobre a concentração de células e a diversidade microbiana de locais em todo o mundo.

Liderados por Cara Magnabosco, do Centro de Biologia Computacional do Instituto Flatiron, em Nova York, os cientistas consideraram um conjunto de considerações, incluindo o fluxo de calor global, temperatura da superfície, profundidade e litologia – as características físicas das rochas em cada localidade – para estimar que A subsuperfície continental hospeda 2 a 6 × 1029 células.

Combinado com as estimativas da vida subsuperficial sob os oceanos, a biomassa global total da Terra Profunda é de aproximadamente 15 a 23 petagramas (15 a 23 bilhões de toneladas) de carbono.

Mitch Sogin, do Laboratório Biológico Marinho Woods Hole, EUA, co-presidente da comunidade Deep Life da DCO, com mais de 300 pesquisadores em 34 países: “Explorar a profundidade da subsuperfície é como explorar a floresta amazônica. Há vida em toda parte, e em todos os lugares há uma imensa abundância de organismos inesperados e incomuns.

“Estudos moleculares aumentam a probabilidade de que a matéria escura microbiana seja muito mais diversa do que sabemos atualmente, e as mais profundas ramificações desafiam o conceito de três domínios introduzido por Carl Woese em 1977. Talvez estejamos nos aproximando de um nexo onde os primeiros possíveis padrões de ramificação podem ser acessados ​​por meio de uma investigação profunda da vida. ”

“Dez anos atrás, sabíamos muito menos sobre as fisiologias das bactérias e micróbios que dominam a biosfera abaixo da superfície”, diz Karen Lloyd, da Universidade do Tennessee, em Knoxville, EUA. “Hoje, sabemos que, em muitos lugares, eles investem a maior parte de sua energia simplesmente para manter sua existência e pouco para o crescimento, o que é uma maneira fascinante de viver.

“Hoje também sabemos que a vida na subsuperfície é comum. Dez anos atrás, nós tínhamos experimentado apenas alguns sites – os lugares que esperávamos encontrar a vida. Agora, graças à amostragem ultra profunda, sabemos que podemos encontrá-los em praticamente todos os lugares, embora a amostragem tenha obviamente alcançado apenas uma parte minimamente infinita da biosfera profunda ”.

“Nossos estudos de micróbios da biosfera profunda produziram muito conhecimento novo, mas também uma percepção e uma apreciação muito maior do quanto ainda precisamos aprender sobre a vida no subsolo”, diz Rick Colwell, da Oregon State University, EUA. “Por exemplo, os cientistas ainda não conhecem todas as maneiras pelas quais a vida subterrânea profunda afeta a vida da superfície e vice-versa. E, por enquanto, só podemos nos maravilhar com a natureza dos metabolismos que permitem que a vida sobreviva sob as condições extremamente empobrecidas e proibitivas da vida na Terra profunda ”.

Entre os muitos enigmas remanescentes da vida profunda na Terra:

Movimento: Como a vida profunda se espalha – lateralmente através de rachaduras nas rochas? Cima baixo? Como pode a vida profunda ser tão semelhante na África do Sul e em Seattle, Washington? Eles tiveram origens semelhantes e foram separados por placas tectônicas, por exemplo? Ou as próprias comunidades se mudam? Que papéis os grandes eventos geológicos (como placas tectônicas, terremotos, criação de grandes províncias ígneas, bombardeios meteoríticos) desempenham em movimentos profundos da vida?

Origens: A vida começou nas profundezas da Terra (seja dentro da crosta, perto de fontes hidrotermais ou em zonas de subducção) e depois migrou para o sol? Ou a vida começou em um pequeno lago de superfície quente e desceu? Como os zumbis microbianos subsuperficiais se reproduzem ou vivem sem se dividir por milhões a dezenas de milhões de anos?

Energia: O metano, o hidrogênio ou a radiação natural (do urânio e outros elementos) são a fonte de energia mais importante para a vida profunda? Quais fontes de energia profunda são mais importantes em diferentes configurações? Como a ausência de nutrientes e temperaturas e pressões extremas impactam a distribuição microbiana e a diversidade no subsolo?

Com informações do The Guardian, Global Justice Ecologic