Extremófilos, panspermia e Marte: a surpreendente resistência de *Deinococcus radiodurans* a impactos

A hipótese de que a vida se pode deslocar de um mundo para outro não é nova. Já na Grécia Antiga, o filósofo Anaxágoras defendia uma ideia semelhante àquilo que hoje se designa por panspermia. Embora esta proposta esteja longe de ser consensual na ciência, tem resistido ao tempo - e ganha novo fôlego à medida que se confirma que os blocos químicos essenciais à vida estão mais disseminados no Universo do que se pensava.

Um estudo recente reforça esta discussão ao mostrar que certos extremófilos poderão suportar um dos cenários mais violentos imagináveis: serem expelidos de Marte após o choque de um asteroide. O trabalho sugere que, se estes microrganismos ficarem protegidos no material ejectado (detritos rochosos lançados pelo impacto), conseguem não só aguentar pressões extremas num intervalo muito curto, como também enfrentar parte dos perigos associados a uma viagem entre planetas.

O estudo e a pergunta central sobre a sobrevivência após um impacto

A investigação intitula-se “O extremófilo sobrevive às pressões transitórias associadas à ejecção induzida por impacto a partir de Marte” e foi publicada na revista PNAS Nexus. A primeira autora é Lily Zhao, estudante de pós-graduação no Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade Johns Hopkins.

O ponto de partida é directo: impactos geram tensões enormes durante instantes, impondo pressões extremas e taxas de carregamento muito elevadas. A questão, colocada pelos próprios investigadores, é simples de formular e difícil de testar: conseguem os microrganismos sobreviver a condições tão extremas?

Porque escolheram Deinococcus radiodurans

Para responder, a equipa seleccionou o extremófilo Deinococcus radiodurans (frequentemente abreviado como D. radiodurans), conhecido por tolerar condições perigosas associadas ao ambiente espacial e por ser um organismo recorrente em estudos sobre extremófilos.

Entre as suas características mais notáveis, destaca-se o facto de ser considerado o ser vivo mais resistente à radiação de que há conhecimento. Além disso, consegue suportar frio intenso, desidratação, vácuo e até ambientes ácidos. É precisamente por acumular resistências a diferentes agressões que é por vezes descrito como um poliextremófilo.

Como foram simuladas as condições de ejecção a partir de Marte

Em ensaios laboratoriais, os investigadores submeteram amostras de D. radiodurans a pressões muito elevadas por períodos curtos, procurando reproduzir o efeito de um impacto. Depois avaliaram:

• que fracção dos organismos permanecia viva após cada ensaio;
• de que forma os sobreviventes reparavam os danos;
• e como reagiam a nível molecular às pressões aplicadas.

Lily Zhao resumiu o resultado de forma reveladora num comunicado de imprensa: «Continuámos a tentar matá-lo, mas foi mesmo muito difícil.»

Um esclarecimento útil sobre o que significam estas pressões (parágrafo original)

Pressões na ordem dos gigapascais (GPa) são de uma magnitude pouco intuitiva no dia a dia: 3 GPa correspondem a dezenas de milhares de atmosferas. Num impacto planetário, estas pressões podem ocorrer por instantes, mas a rapidez e a intensidade do “choque” são suficientes para destruir estruturas celulares - a menos que o organismo tenha mecanismos de resistência e reparação fora do comum, como parece ser o caso aqui.

O que o ARN revelou sobre stress biológico e sobrevivência

Após os testes, foi extraído e analisado o ARN das amostras sobreviventes. Os dados indicaram que, à medida que a pressão aumentava, também cresciam os sinais de stress no organismo. Ainda assim, em várias condições experimentais, a sobrevivência manteve-se elevada.

Segundo os autores, ficou demonstrado que D. radiodurans apresenta uma sobrevivência e viabilidade notáveis após ser exposto a pressões até 3 GPa. Paralelamente, a análise transcricional das amostras impactadas mostrou marcadores consistentes com aumento do stress biológico com o crescimento da pressão.

Noutra passagem, os investigadores enfatizam que os resultados apontam para uma capacidade de sobrevivência microbiana em condições mais severas do que se admitia, incluindo cenários que podem levar à formação de material ejectado capaz de viajar através de sistemas planetários.

“Isto muda a forma como pensamos o início da vida”

K. T. Ramesh, autor sénior do estudo e engenheiro que investiga o comportamento de materiais em condições extremas, sublinha o alcance da descoberta. Na sua leitura, estes dados tornam plausível que a vida sobreviva à expulsão de um planeta e à deslocação para outro - algo que influencia directamente a maneira como se encara a questão de como a vida começa e como poderá ter começado na Terra.

O que aconteceu às células: observações ao microscópio

A equipa examinou também os efeitos celulares dos impactos para detectar danos estruturais. Para isso recorreu à Microscopia Electrónica de Transmissão (MET), comparando:

• uma amostra de controlo, não sujeita a choque;
• amostras expostas a 1,4 GPa;
• e amostras expostas a 2,4 GPa.

Foram observadas alterações estruturais e morfológicas associadas a estas pressões transitórias, sobretudo nos níveis mais elevados. Ainda assim, a conclusão central mantém-se: D. radiodurans parece tolerar pressões extremamente altas (mesmo que breves) com efeitos globais limitados.

Os autores voltam a frisar, noutro ponto do trabalho, a mesma ideia-chave: a sobrevivência e viabilidade mantêm-se extraordinariamente altas até 3 GPa, apesar de os sinais moleculares apontarem para stress crescente com o aumento da pressão.

Zhao acrescentou ainda um detalhe relevante: a equipa esperava que o organismo morresse logo no primeiro patamar de pressão. Perante a sobrevivência, aumentaram progressivamente a intensidade do ensaio - e, mesmo assim, continuou a ser difícil eliminá-lo.

De facto, o próprio equipamento laboratorial cedeu à pressão antes de todas as amostras de D. radiodurans deixarem de resistir.

O que isto significa para a panspermia a partir de Marte

Em Marte, impactos podem impor pressões até cerca de 5 GPa em certas condições (e até mais, dependendo de múltiplos factores). Apesar de o valor máximo testado ter sido 3 GPa, o facto de D. radiodurans ter sobrevivido a esse nível já é particularmente encorajador para quem considera viável a panspermia.

Nas palavras de Zhao, ficou demonstrado que é possível a vida sobreviver a um impacto e à subsequente ejecção em grande escala - o que abre a porta à ideia de que a vida pode, em certos casos, deslocar-se entre planetas. Numa formulação provocatória, ela sugere que talvez sejamos “marcianos”.

Implicações para protecção planetária e missões espaciais

Os resultados não interessam apenas à panspermia. Se D. radiodurans aguenta pressões tão intensas, então existe também um risco prático: microrganismos terrestres poderão sobreviver a uma viagem inadvertida da Terra para Marte (ou para outros destinos) transportados em rovers ou módulos de aterragem.

Ramesh alerta, por isso, para a necessidade de cautela quanto aos mundos que visitamos.

Esterilização, contaminação e responsabilidade científica (parágrafo original)

Este tipo de evidência reforça a importância das normas de protecção planetária: não se trata apenas de evitar “levar vida” para outro corpo celeste, mas também de preservar a integridade científica das amostras e medições. À medida que as missões se tornam mais ambiciosas, torna-se crucial combinar engenharia (materiais, vedação, limpeza e descontaminação) com protocolos rigorosos de biocontenção, para reduzir a probabilidade de contaminação directa ou cruzada.

Conclusão

Os autores concluem que estas observações têm implicações relevantes para a compreensão dos limites extremos da vida, para a protecção planetária, para o desenho de missões espaciais e para a possibilidade de dispersão da vida ao longo de sistemas solares.

Este artigo foi originalmente publicado pelo Universo Hoje.