doi.org/10.1038/s41586-024-07631-6
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#Yellowstone
Cientistas da Montana State University descobriram dois novos grupos microbianos produtores de metano no Parque Nacional de Yellowstone, revelando novas abordagens potenciais para a mitigação das mudanças climáticas e insights sobre a vida extraterrestre
Cientistas da Universidade Estadual de Montana forneceram a primeira evidência experimental de que dois grupos de micróbios recém-descobertos nas características térmicas do Parque Nacional de Yellowstone produzem metano.
Esta descoberta inovadora poderá um dia ajudar a desenvolver métodos para mitigar as alterações climáticas e oferecer informações sobre a vida potencial noutras partes do nosso sistema solar.
A revista Nature publicou as descobertas do laboratório de Roland Hatzenpichler, professor associado do Departamento de Química e Bioquímica da Faculdade de Letras e Ciências da MSU e diretor associado do Instituto de Biologia Térmica da universidade.
Os dois artigos científicos descrevem a verificação dos pesquisadores da MSU dos primeiros exemplos conhecidos de organismos unicelulares que produzem metano que existem fora da linhagem Euryarchaeota, que faz parte do ramo maior da árvore da vida chamado Archaea.
Alison Harmon, vice-presidente de investigação e desenvolvimento econômico da MSU, disse estar entusiasmada com o fato de as descobertas com um impacto potencial de tão grande alcance estarem a receber a atenção que merecem.
É uma conquista significativa para a Montana State University ter não um, mas dois artigos publicados em uma das principais revistas científicas do mundo”, disse Harmon.
Os organismos unicelulares produtores de metano são chamados de metanógenos.
Enquanto os humanos e outros animais comem, respiram oxigênio e exalam dióxido de carbono para sobreviver, os metanógenos comem pequenas moléculas como dióxido de carbono ou metanol e exalam metano.
A maioria dos metanógenos são anaeróbios estritos, o que significa que não podem sobreviver na presença de oxigênio.
Os cientistas sabem desde a década de 1930 que muitos organismos anaeróbicos dentro das archaea são metanógenos e, durante décadas, acreditaram que todos os metanógenos pertenciam a um único filo: os Euryarchaeota.
Mas há cerca de 10 anos, micróbios com genes para metanogênese começaram sendo descobertos em outros filos, incluindo um chamado Thermoproteota.
Esse filo contém dois grupos microbianos chamados Metanometilícia e Metanodesulfokora.
Tudo o que sabíamos sobre esses organismos era o seu DNA”, disse Hatzenpichler.
Ninguém jamais tinha visto uma célula desses supostos metanógenos; ninguém sabia se eles realmente usavam seus genes de metanogênese ou se estavam crescendo por algum outro meio.
Confirmação Experimental e Produção de Metano
Hatzenpichler e os seus investigadores decidiram testar se os organismos viviam por metanogénese, baseando o seu trabalho nos resultados de um estudo publicado no ano passado por um dos seus antigos alunos de pós-graduação na MSU, Mackenzie Lynes.
As amostras foram coletadas de sedimentos em fontes termais do Parque Nacional de Yellowstone, com temperaturas variando de 141 a 161 graus Fahrenheit (61-72 graus Celsius).
Através do que Hatzenpichler descreveu como um trabalho meticuloso, o estudante de doutorado da MSU Anthony Kohtz e a pesquisadora de pós-doutorado Viola Krukenberg cultivaram os micróbios de Yellowstone no laboratório.
Os micróbios não apenas sobreviveram, mas prosperaram – e produziram metano.
A equipe trabalhou então para caracterizar a biologia dos novos micróbios, envolvendo o cientista Zackary Jay e outros da ETH Zurique.
Ao mesmo tempo, um grupo de investigação liderado por Lei Cheng, do Instituto de Biogás do Ministério da Agricultura e Assuntos Rurais da China, e Diana Sousa, da Universidade de Wageningen, na Holanda, cultivou com sucesso outro destes novos metanógenos, um projeto em que trabalharam durante seis anos.
Até aos nossos estudos, nenhum trabalho experimental tinha sido feito nestes micróbios, além da sequenciação do DNA”, disse Hatzenpichler.
Ele disse que Cheng e Sousa se ofereceram para submeter os estudos juntos para publicação, e o artigo de Cheng relatando o isolamento de outro membro da Metanometilícia foi publicado em conjunto com os dois estudos do laboratório Hatzenpichler.
Embora um dos grupos recentemente identificados de metanógenos, Methanodesulfokora, pareça estar confinado a fontes termais e fontes hidrotermais de águas profundas, Metanometilícia, são generalizadas, disse Hatzenpichler.
Às vezes são encontrados em estações de tratamento de águas residuais e no trato digestivo de animais ruminantes e em sedimentos marinhos, solos e zonas úmidas.
Hatzenpichler disse que isso é significativo porque os metanógenos produzem 70% do metano mundial, um gás 28 vezes mais potente que o dióxido de carbono na retenção de calor na atmosfera, de acordo com a Agência de Proteção Ambiental dos EUA.
Os níveis de metano estão a aumentar a uma taxa muito mais elevada do que o dióxido de carbono, e os humanos estão a bombear metano para a atmosfera a uma taxa mais elevada do que nunca, disse ele.
Hatzenpichler disse que embora os experimentos tenham respondido a uma questão importante, eles geraram muitas outras que irão alimentar trabalhos futuros.
Por exemplo, os cientistas ainda não sabem se a Metanometilícia que vive em ambientes não extremos depende da metanogênese para crescer ou se cresce por outros meios.
Minha melhor aposta é que às vezes eles crescem produzindo metano, e às vezes fazem algo totalmente diferente, mas não sabemos quando crescem, ou como, ou por quê, – disse Hatzenpichler.
Precisamos agora de descobrir quando contribuem para a ciclagem do metano e quando não.
Enquanto a maioria dos metanógenos dentro da Euryarchaeota usam CO2 ou acetato para produzir metano, Metanometilícia e Methanodesulfokora usam compostos como o metanol.
Esta propriedade pode ajudar os cientistas a aprender como alterar as condições nos diferentes ambientes onde são encontrados, para que menos metano seja emitido na atmosfera, disse Hatzenpichler.
Direções de pesquisa futura e características únicas dos metanogênicos
Seu laboratório começará a colaborar neste outono com a Fazenda de Pesquisa e Ensino Agrícola Bozeman da MSU, que fornecerá amostras para pesquisas futuras sobre os metanogênicos encontrados no gado.
Além disso, novos estudantes de pós-graduação que ingressarão no laboratório de Hatzenpichler no outono determinarão se as arquéias recém-descobertas produzem metano em águas residuais, solos e zonas úmidas.
A metanometilícia também tem uma arquitetura celular fascinante, disse Hatzenpichler.
Ele colaborou com dois cientistas da ETH Zurique, Martin Pilhofer e o estudante de pós-graduação Nickolai Petrosian, para mostrar que o micróbio forma tubos célula a célula até então desconhecidos que conectam duas ou três células entre si.
Não temos ideia de por que eles os estão formando.
Estruturas como estas raramente foram vistas em micróbios.
Talvez eles troquem DNA; talvez eles troquem produtos químicos.
Ainda não sabemos”, disse Hatzenpichler.
A pesquisa recém-publicada foi financiada pelo programa de exobiologia da NASA.
A NASA está interessada em metanógenos porque eles podem fornecer informações sobre a vida na Terra há mais de 3 bilhões de anos e o potencial de vida em outros planetas e luas onde o metano foi detectado, disse ele.
Publicado em 28/07/2024 20h23
Artigo original:
- https://scitechdaily.com/unusual-new-life-forms-discovered-in-yellowstone-offer-clues-to-alien-life/
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