Os extremófilos são uma das ferramentas preferidas dos astrobiológos. Além de ajudarem a perceber que tipos de ambientes extremos a vida consegue suportar, por vezes funcionam mesmo como “instrumentos” biológicos, capazes de produzir materiais essenciais para outros organismos - como oxigénio - em condições muito adversas.
Um artigo recente, assinado por Daniella Billi, da Universidade de Roma Tor Vergata, e disponibilizado em formato de pré-publicação na Acta Astronautica, faz uma revisão de como um determinado extremófilo consegue ser, em simultâneo, um excelente organismo de teste e uma ferramenta útil para futuros cenários de exploração espacial.
A cianobactéria Chroococcidiopsis (o “Chroo”) na astrobiologia
O organismo em destaque é uma cianobactéria chamada Chroococcidiopsis. Como os nomes longos nem sempre facilitam a vida, ao longo do texto vamos tratá-la por “Chroo”, para evitar repetições.
O Chroo é típico de ambientes desérticos. Já foi identificado em amostras recolhidas na Ásia, na América do Norte e até na Antártida - que, apesar da neve persistente, possui vastas zonas com características de deserto.
Devido à sua robustez, vários trabalhos científicos têm analisado o Chroo e o que ele nos pode ensinar sobre a sobrevivência da vida noutros planetas - ou mesmo no espaço.
Ensaios no espaço: BIOMEX, BOSS, EXPOSE e a ISS
Dois estudos em particular, o BIOlogy and Mars EXperiment (BIOMEX) e o Biofilm Organisms Surfing Space (BOSS), recorreram ao módulo EXPOSE, instalado na ISS (Estação Espacial Internacional). A profusão de acrónimos deixa claro que estamos em território espacial.
Em termos simples, ambos os ensaios colocaram o Chroo exposto às condições duras do espaço aberto para avaliar a sua resistência. Cada campanha decorreu durante cerca de um ano e meio.
O BIOMEX concentrou-se em células individuais, enquanto o BOSS avaliou biofilmes. Apesar das diferenças, os dois estudos chegaram a conclusões semelhantes: a radiação UV foi o principal fator de mortalidade e até uma proteção mínima trouxe benefícios enormes para as células que ficaram por baixo.
No caso do BIOMEX, a proteção consistiu numa camada muito fina de rocha ou rególito. Já no BOSS, a “barreira” resultou do próprio biofilme: as células da camada superior acabaram por se sacrificar, formando uma espécie de escudo improvisado que bloqueou a radiação UV e protegeu as camadas inferiores.
Ainda mais notável foi o que aconteceu quando as amostras do BIOMEX regressaram à Terra. Antes do ensaio, o organismo tinha sido desidratado (a água fora removida) e, após o retorno, foi reidratado.
Os investigadores observaram que os seus mecanismos de reparação do ADN conseguiram corrigir danos acumulados durante a exposição. E, de forma particularmente impressionante, as gerações seguintes não apresentaram um aumento de mutações quando comparadas com uma estirpe de controlo mantida na Terra.
Isto significa que os processos de reparação do ADN do Chroo foram suficientemente eficazes para permitir a recuperação após cerca de um ano e meio sujeito à radiação espacial direta, praticamente sem proteção, sem que o organismo ficasse “marcado” por danos genéticos persistentes.
Testes em Terra: radiação gama, biomarcadores e frio extremo
Os ensaios com extremófilos não se limitam ao espaço. Em laboratório, também já se testaram limites extremos deste microrganismo. Num experimento que parece quase pensado para criar um “Hulk bacteriano”, uma amostra de Chroo foi exposta a quase 24 kGy de radiação gama - aproximadamente 2 400 vezes uma dose considerada letal para um ser humano. O resultado foi surpreendente: o Chroo resistiu (ainda que, infelizmente, sem se transformar num monstro verde).
Noutro teste, foram aplicados níveis de radiação gama ainda mais elevados. Aí, o Chroo acabou por morrer, mas os cientistas continuaram a detetar biomarcadores como carotenoides mesmo após a morte das cianobactérias. Esse detalhe torna-o um candidato interessante para orientar a procura de vida extinta em locais como Marte, onde o que resta pode ser apenas uma assinatura química persistente.
Um ensaio adicional em Terra demonstrou também a capacidade do Chroo suportar temperaturas geladas comparáveis às que se suspeita existirem em mundos como Europa ou Encélado. Ao descer até cerca de -80 °C, o organismo pareceu vitrificar, entrando num estado dormente semelhante a “vida em vidro”, do qual pode recuperar quando as condições voltam a ser favoráveis.
Solo lunar e marciano: oxigénio, fotossíntese e percloratos
As capacidades do Chroo não ficam por aqui. Este microrganismo consegue crescer em solo lunar e marciano e, recorrendo apenas a esses substratos e à fotossíntese, é capaz de produzir oxigénio - uma funcionalidade particularmente apelativa para cenários de utilização de recursos no local.
Além disso, consegue tolerar os níveis elevados de percloratos presentes no solo marciano, um desafio para muitos organismos terrestres. O truque parece estar em “aumentar a expressão” (up-regulating) de genes associados à reparação do ADN, mitigando os danos provocados por esses compostos.
O que ainda falta estudar: CyanoTechRider e BIOSIGN
Várias missões futuras pretendem investigar outras facetas deste extremófilo. Uma delas é a CyanoTechRider, que irá acompanhar de que modo a microgravidade influencia os processos de reparação do ADN do Chroo.
Outra iniciativa, a BIOSIGN, pretende alimentar o Chroo com luz no infravermelho distante. Esta cianobactéria consegue utilizar esse tipo de radiação na fotossíntese - uma capacidade rara entre cianobactérias e, de forma mais ampla, entre plantas. Os resultados poderão ajudar a refinar o nosso entendimento sobre a possibilidade de vida em torno de estrelas anãs M, que emitem sobretudo luz infravermelha.
Potencial prático e cuidados: do suporte de vida à proteção planetária
A combinação de resistência extrema e capacidade fotossintética faz do Chroo um candidato interessante para sistemas biológicos de suporte de vida em missões de longa duração. Em teoria, poderia integrar biorreatores para produção de oxigénio e biomassa, contribuindo para reduzir a dependência de reabastecimentos a partir da Terra.
Ao mesmo tempo, qualquer uso operacional de microrganismos fora do planeta levanta questões importantes de proteção planetária. A resistência demonstrada - incluindo tolerância a radiação, desidratação e frio - reforça a necessidade de protocolos rigorosos para evitar contaminação biológica de ambientes extraterrestres e, em sentido inverso, garantir a segurança no retorno de amostras.
Um “super-organismo” bem colocado na investigação
Com tantas competências reunidas, esta “super-cianobactéria” parece destinada a manter-se no centro da investigação em astrobiologia. Talvez, com o tempo, alguém lhe atribua um nome mais curto e memorável - para poupar os jornalistas de espaço (e não só) de terem de escrever Chroococcidiopsis sempre que surge mais um resultado intrigante.
Este artigo foi originalmente publicado pelo Universo Hoje (Universe Today). Leia o artigo original.
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