Uma breve história de um mundo verde

“Há grandiosidade nessa visão de vida, com os seus mais diversos poderes, tendo sido originalmente inspirada em algumas poucas ou em uma única forma; e que, enquanto este planeta orbita de acordo com as leis fixas da gravidade, de um início tão simples infinitas formas, das mais belas e maravilhosas, evoluíram e têm evoluído”. Charles Darwin em “Origem das espécies” (1859)

É assim que se conclui o livro que mudou a história de toda a biologia. Ou que, para os mais rigorosos, iniciou a história da biologia enquanto ciência.

Escolhi como tema do meu primeiro texto aqui um grupo de organismos que compuseram o ambiente desse “início tão simples” mencionado por Darwin e que até hoje habitam a Terra: as cianobactérias.

Elas foram o foco da minha monografia e do meu mestrado e por isso me são bastante familiares. Mas, injustamente, não são muito conhecidas por todo mundo…

Talvez por serem microscópicas e passarem despercebidas, talvez por ninguém nunca se importar em falar sobre ela. E é para isso que estou aqui!

Pretendo fazer uma [talvez não tão] breve descrição sobre as cianobactérias, que deixam o mundo um pouco mais verde. E quem sabe até despertar o interesse de novos cientistas, por que não?

As cianobactérias são os primeiros seres vivos dos quais se tem registro fóssil no planeta. Isso não indica que necessariamente foram as primeiras aqui presentes, dado que o registro fóssil é falho, mas já sugere sua antiguidade… Afinal são 3,5 bilhões de anos!

Antes que os entendidos de biologia evolutiva me ataquem com pedras e réplicas de fósseis, uma ressalva: o fato de existirem registros de cianobactérias há 3,5 bilhões de anos não implica que esses organismos são os mesmos dos atuais.

A evolução não parou. Como bem ressalta Darwin, “infinitas formas [de vida], das mais belas e maravilhosas, evoluíram e têm evoluído”.

As cianobactérias são microrganismos do mesmo domínio biológico que as bactérias. Elas se diferenciam por terem clorofila e serem capazes de realizar fotossíntese. Isso mesmo! Da mesma forma que as plantas, elas também produzem seu próprio alimento a partir da luz e também são verdes.

Se a imagem de uma lagoa, lago ou reservatório esverdeado lhe for familiar, saiba que provavelmente o que fez a água mudar de cor é a presença de cianobactérias.

Lagoa da Pampulha, em Belo Horizonte, cujas águas são dominadas por cianobactérias, responsáveis pela coloração esverdeada.

Um “efeito colateral” da fotossíntese é a liberação de oxigênio que hoje é importante para os seres vivos, mas que também pode ser fatal. Mesmo sendo essencial para nós, o gás oxigênio é altamente agressivo, especialmente para seres que nunca entraram em contato com ele. E é esse o caso dos organismos que viviam no período anterior à expansão das cianobactérias no planeta.

Tente imaginar o mundo e a atmosfera antes da existência das cianobactérias e o estrago que elas provavelmente causaram ao passarem a produzir oxigênio e a liberá-lo na atmosfera primitiva.

O grande evento oxidativo, como ficou conhecida essa mudança na atmosfera provocada pelas cianobactérias, foi responsável pela dizimação de organismos que não têm capacidade de sobreviver em ambiente contendo oxigênio. E esses constituíam possivelmente a maior parte da biosfera, dado que a atmosfera primitiva não possuía o gás.

Ao mesmo tempo, contudo, o surgimento de organismos aeróbios tornou-se possível e, ao que tudo indica, eles passaram a dominar a biosfera terrestre, já que, desde esse momento no registro fóssil até hoje, a maioria dos organismos conhecidos realizam respiração aeróbica. O surgimento e a diversificação das formas de vida aeróbicas tornaram-se possíveis a partir do surgimento das cianobactérias.

Como é possível imaginar, a Terra primitiva era um ambiente com características mais inóspitas do que a atual. As cianobactérias não só surgiram nesse ambiente de características extremas como o modificaram, permitindo indiretamente a sobrevivência de outros organismos, que evoluíram e se diversificaram posteriormente.

Ainda hoje elas são capazes de sobreviver em condições consideradas extremas à maior parte dos seres vivos. Elas são encontradas em fontes termais de elevadas temperaturas e em ambientes gélidos como lagos árticos e antárticos ou mesmo sobre o gelo e a neve. Resistem a condições de alta salinidade e alcalinidade e crescem sobre substratos inférteis como cinzas vulcânicas, areia de deserto e rochas.

Ambientes extremos são raros no Brasil, mas as lagoas salinas do Pantanal são um bom exemplo de local com condições adversas à maioria das formas de vida. Não surpreendentemente, há cianobactérias por lá, responsáveis pela coloração esverdeada dessas lagoas.

Salina da Invernada no Pantanal da Nhecolândia (MS), em cujas águas existem poucas formas de vida além das cianobactérias.

As cianobactérias ganharam destaque em outro evento da história evolutiva da vida na Terra: o surgimento das organelas que permitem plantas e algas realizarem fotossíntese, conhecidas como cloroplastos.

Evidências indicam que os cloroplastos de células vegetais sejam originados de cianobactérias que foram engolidas por uma célula maior, mas que permaneceram nela sem ser digeridas.

Essas duas células — a Pac-Man devoradora de células verdes e a própria cianobactéria — passaram a viver em uma associação chamada simbiose. Mais precisamente, neste caso, trata-se de uma endossimbiose, uma vez que uma célula vive dentro da outra que a englobou.

Por motivos que agora são óbvios, a teoria que melhor explica o surgimento dos cloroplastos é chamada de Endossimbiose.

Um exemplo importante de simbiose entre cianobactéria e outro organismo que você pode encontrar ao fazer uma caminhada por uma área verde e reparar em troncos de árvores, ou mesmo sobre pedras, são os líquens.

Líquens são resultado da associação entre uma cianobactéria ou alga microscópica e um fungo e são encontrados nos mais diversos tipos de ambientes pelo mundo. Eles representam uma das formas de vida que primeiro habitam ambientes e substratos recém-formados.

Líquens sobre rochas. Líquens são resultado da associação entre fungos e algumas espécies cianobactérias ou microalgas.

O habitat proeminente das cianobactérias é, contudo, o ambiente aquático, tanto marinho quanto de água doce, onde, juntamente às microalgas, fazem parte do chamado fitoplâncton.

O fitoplâncton é composto por microrganismos aquáticos de vida livre capazes de realizar fotossíntese. Eles são os principais produtores de oxigênio e fonte de alimento para os demais níveis da cadeia alimentar neste tipo de ecossistema.

No meio aquático as cianobactérias competem com as microalgas por luz e nutrientes. E é comum, especialmente em águas que recebem esgoto, as cianobactérias serem competitivamente superiores, reproduzindo-se em altas taxas e impedindo o crescimento de outras espécies. Quando isso acontece dizemos que há uma floração de cianobactérias e as características do ambiente podem ser drasticamente alteradas devido à presença em massa desses organismos.

Um dos principais problemas decorre da produção de substâncias nocivas por parte das cianobactérias. Genericamente chamadas de cianotoxinas, as toxinas produzidas por cianobactérias são responsáveis pela morte de peixes e outros seres vivos que utilizam a água de ambientes contaminados.

A presença em elevada concentração das cianobactérias na água, ainda que não haja produção de toxina, pode levar à morte de outros organismos devido à menor entrada de luz através da coluna d’água. Esses indivíduos mortos entram em decomposição na água, alterando as características químicas ambientais e deixando a água com um cheiro desagradável. Qualquer pessoa que passa por um lago com floração de cianobactérias é capaz de notar o mau cheiro vindo do local…

Mas estes seres que habitam a Terra há tanto tempo nem sempre fazem tanto estrago assim… E o estrago da floração, diga-se de passagem, é em geral provocado por atividades humanas responsáveis pela alteração na quantidade de nutrientes na água.

Muitas cianobactérias possuem aplicação biotecnológica, são cultivadas em larga escala para produção de suplementos alimentares. A espécie do gênero Spirulina, por exemplo, é rica em proteínas, óleos e vitaminas e utilizada para fabricação de comprimidos.

Recentemente tem sido estudada a possibilidade de se produzir biodiesel a partir do cultivo de cianobactérias. O chamado cianodiesel é objeto de estudo de pesquisadores que visam a extração de óleos presentes em células de cianobactérias e a sua transformação em óleo diesel com propriedade comercial.

A vantagem deste tipo de produção, além de obviamente trazer menos impactos ecológicos que o diesel comum, consiste no seu baixo custo e maior rentabilidade, uma vez que mais biodiesel por hectare pode ser produzido a partir de cianobactérias do que se produz a partir do milho plantado, por exemplo.

Como todos os organismos na Terra, as cianobactérias existem sem necessariamente uma função de existir, pois a evolução não é um processo intencional e os seres vivos em geral não têm consciência do esforço que fazem pela sobrevivência ou reprodução…

É intrigante, ao menos, o fato de esses organismos serem capazes de sobreviver em condições onde poucos outros cresceriam e ao mesmo tempo terem alta flexibilidade. Porque não é apenas diante de condições consideradas extremas que as cianobactérias são encontradas, elas podem crescer na Antártida ou dentro do seu aquário!

É a esta curiosidade que move os cientistas a tentar entender quais processos permitem esses organismos tolerarem situações tão diferentes… Estamos longe de entender todas as perguntas que já fomos capazes de formular, mas permaneceremos na investigação. Afinal, como bem anunciou Darwin, “há grandiosidade nessa visão de vida”.

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