Descoberta de vida marinha ancestral nas Quedas de Sangue na Antártica pode revelar o passado do planeta

As Quedas de Sangue, na Antártica, representam uma das características geográficas mais singulares e misteriosas do continente. Esse escoamento avermelhado, que emerge da Geleira Taylor e desce pelas paisagens frias e áridas dos Vales Secos de McMurdo, tem sua cor vibrante derivada de salmoura rica em ferro, aprisionada sob a geleira e liberada periodicamente para a paisagem polar desértica.

Uma nova pesquisa, publicada na revista Nature Geoscience, indica que as Quedas de Sangue também guardam importantes pistas biológicas sobre a história da Antártica. Investigadores encontraram indícios moleculares de uma comunidade ativa de eucariotos microscópicos, organismos cujas células possuem um núcleo, próximos ao término da Geleira Taylor. A descoberta aponta para uma conexão com águas marinhas antigas que podem ter inundado o vale durante períodos mais quentes, antes de serem seladas sob o gelo.

O estudo foi liderado por Angela Zoumplis, que era doutoranda em conjunto no J. Craig Venter Institute (JCVI) e na Scripps Institution of Oceanography, na Universidade da Califórnia em San Diego, e agora atua como pesquisadora de pós-doutorado na Universidade Yale e cientista visitante no JCVI. O professor Andrew E. Allen, do JCVI e Scripps Oceanography, foi o autor sênior da pesquisa.

“Este é um ambiente que parece quase completamente isolado do oceano atualmente”, afirmou Zoumplis. “Mas ao analisarmos as assinaturas moleculares dos organismos que habitam a lama e o sedimento avermelhados ao redor das Quedas de Sangue, detectamos um sinal marinho surpreendentemente forte. Isso nos sugere que este local pode estar preservando vestígios de uma antiga ligação entre os Vales Secos e o mar.”

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Os Vales Secos de McMurdo estão entre os desertos mais frios e secos do planeta, servindo como um laboratório natural para a vida em condições extremas de habitabilidade. Estudos anteriores já haviam encontrado bactérias na salmoura das Quedas de Sangue com semelhanças a micróbios marinhos. Este novo trabalho expande essa compreensão para os eucariotos, um grupo que engloba diatomáceas, dinoflagelados, ciliados e outras formas de vida microscópica.

As diatomáceas são algas unicelulares com conchas de sílica que se assemelham a vidro e são importantes indicadoras ambientais, pois muitos grupos estão ligados a habitats específicos. Diatomáceas associadas a ambientes marinhos, junto com outros eucariotos, foram mais abundantes na lama vermelha e nos sedimentos influenciados pelo fluxo das Quedas de Sangue, e não amplamente distribuídas em riachos, lagos próximos ou amostras coletadas pelo vento.

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“Não estávamos apenas questionando a presença de organismos marinhos”, disse Zoumplis. “Queríamos saber se faziam parte de uma comunidade distinta, se eram diferentes das comunidades de água doce próximas e se havia evidências de que estavam ativos. A resposta para todas as três perguntas foi sim.”

A equipe examinou 167 amostras coletadas no término da Geleira Taylor, em outros habitats dos Vales Secos, em material transportado pelo vento e em locais de referência marinhos na Enseada de McMurdo. Eles empregaram sequenciamento molecular e metatranscriptômica um método que analisa o RNA para identificar os organismos e verificar se a comunidade estava ativa.

A evidência marinha mais robusta surgiu nas proximidades das Quedas de Sangue. As diatomáceas associadas ao mar constituíram mais de 60%, e em algumas análises cerca de 80%, da comunidade de diatomáceas nessas amostras. A maioria dos locais de água doce nos Vales Secos era dominada por outras diatomáceas ligadas a ambientes terrestres ou de água doce.

Os dados de RNA revelaram que os organismos não eram apenas vestígios genéticos. Os pesquisadores identificaram eucariotos fototróficos ativos capazes de usar a luz para energia com atividade genética relacionada à fotossíntese, respostas ao estresse, reparo celular e sobrevivência em condições salinas.

“Essa atividade é o que torna a descoberta especialmente emocionante”, afirmou Zoumplis. “Não estamos simplesmente vendo resquícios genéticos. Estamos observando evidências de organismos que respondem a um ambiente hostil e em constante mudança congelamento, degelo, estresse salino, exposição ao ferro e longos períodos de inatividade.”

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O estudo também aborda como o material marinho chegou a ambientes desérticos polares no interior do continente. Fósseis e fragmentos de diatomáceas marinhas foram encontrados em diversas regiões antárticas não marinhas, o que gerou debates sobre se chegaram por incursões marinhas antigas, transporte eólico, ou ambos os fatores.

As descobertas não descartam completamente o transporte pelo vento, mas o vento moderno, por si só, parece improvável para explicar o padrão observado nas Quedas de Sangue. As assinaturas marinhas eram raras nas amostras coletadas pelo vento, enquanto a comunidade do término da Geleira Taylor demonstrou tanto afinidade marinha quanto distinções genéticas em relação às comunidades modernas da Enseada de McMurdo.

“Esses resultados indicam persistência, e não apenas o transporte”, disse Allen. “As assinaturas moleculares que detectamos apontam para uma comunidade localizada, moldada pela química e pela história incomuns das Quedas de Sangue. Isso nos oferece uma janela biológica para as antigas conexões entre oceano, gelo e terra na Antártica.”

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As Quedas de Sangue podem ser um refúgio raro. Sua salmoura é rica em sais, ferro, sílica e outros elementos, e se mistura periodicamente com a água de degelo glacial. Alguns dos organismos detectados no estudo formam células de repouso, cistos ou esporos que os ajudam a sobreviver até que as condições melhorem.

A descoberta não significa que as Quedas de Sangue abrigam uma comunidade oceânica ancestral inalterada. Pelo contrário, a comunidade atual provavelmente reflete organismos marinhos introduzidos durante períodos passados de influência oceânica, uma possível redistribuição dentro do vale, transporte moderno limitado e uma forte seleção por condições extremas no término da geleira.

O estudo contribui com mais evidências de que os desertos polares da Antártica hospedam ecossistemas microbianos especializados que preservam informações sobre as mudanças ambientais. A compreensão dessas comunidades pode auxiliar cientistas na reconstrução de climas passados e na dinâmica das camadas de gelo, além de revelar como a vida sobrevive em ambientes isolados, salgados e frios. A pesquisa, intitulada “Molecular evidence for a relict marine community in an Antarctic Dry Valleys subglacial brine-fed system”, foi divulgada na Nature Geoscience. As instituições colaboradoras incluem a Universidade do Colorado em Boulder, a Universidade de Lund e a Universidade do Tennessee, em Knoxville.