Fossa das Curilhas revela vida nas profundezas extremas

A missão tinha como objectivo cartografar um fundo de fossa desolado. Em vez disso, deparou-se com comunidades prósperas de animais invulgares que se alimentam da energia química libertada pelo fundo marinho, nas profundezas da fossa das Curilhas, entre a Rússia e o Japão.

Uma fronteira oculta onde a luz desaparece

Abaixo dos 6.000 metros, o oceano entra na chamada zona hadal, um domínio de escuridão total cujo nome remete para Hades. A pressão ultrapassa mil vezes a registada ao nível do mar, enquanto as temperaturas se mantêm pouco acima do ponto de congelação. Durante décadas, muitos investigadores consideraram que este ambiente apenas poderia sustentar uma presença esparsa de micróbios e algum necrófago ocasional em passagem.

Essa visão deixou de ser sustentável. Em 2024, o submersível tripulado chinês Fendouzhe atingiu profundidades superiores a 9.500 metros na fossa das Curilhas. O que as suas luzes expuseram tinha um aspecto inquietantemente semelhante ao de uma floresta.

Numa planície de sedimento escuro, densos matagais de vermes tubícolas erguiam-se como caniçais fantasmagóricos, rodeados por enxames agitados de crustáceos e amêijoas.

Estes animais constituem um dos ecossistemas mais profundos conhecidos na Terra. Os primeiros trabalhos de cartografia indicam que estes habitats poderão prolongar-se por cerca de 2.500 quilómetros ao longo do sistema de fossas, criando um mosaico de vida na paisagem abissal.

Vida alimentada por química, não por luz solar

As comunidades concentram-se em torno dos chamados locais de exsudação, onde fluidos ricos em metano e sulfureto de hidrogénio escorrem do leito oceânico. Como não existe qualquer vestígio de luz do dia, a fotossíntese é impossível. Em alternativa, a base da teia alimentar assenta em reacções químicas.

Os micróbios presentes nos sedimentos e nos tecidos dos animais aproveitam a energia libertada quando o metano e os compostos de enxofre reagem com a água do mar. Este mecanismo, denominado quimiossíntese, converte moléculas inorgânicas em matéria orgânica que pode ser consumida por outros seres vivos.

A estas profundidades, as bactérias comportam-se como plantas subterrâneas, produzindo alimento a partir de gás e minerais em vez de luz solar.

Os vermes tubícolas, pertencentes a um grupo conhecido como siboglinídeos, abandonaram o sistema digestivo habitual. Em vez disso, alojam colónias densas de bactérias quimiossintéticas num órgão especializado. Os micróbios asseguram a nutrição, e os vermes fornecem abrigo e acesso à energia química. As amêijoas gigantes e outros bivalves recorrem a uma estratégia semelhante, enchendo as guelras de micróbios benéficos.

A fossa das Curilhas: uma cicatriz energética no fundo marinho

A própria fossa das Curilhas é uma estrutura geológica impressionante, que em alguns pontos ultrapassa os 10.000 metros de profundidade. Assinala a fronteira onde a placa tectónica do Pacífico mergulha sob a placa mais pequena de Okhotsk. Este processo, chamado subducção, fractura as rochas e aquece os fluidos retidos na crosta.

A bordo do navio de investigação Tan Suo Yi Hao, os cientistas analisaram amostras de água e sedimentos recolhidas nos locais de exsudação. Detectaram níveis elevados de metano com uma assinatura química que aponta para uma origem microbiana. Em termos simples, micróbios enterrados na lama estão a converter dióxido de carbono em metano, que depois volta a escapar para o exterior.

Esta libertação não é apenas uma curiosidade. É ela que assegura o fluxo de energia necessário para manter as comunidades da fossa. Anfípodes semelhantes a camarões, pepinos-do-mar (holotúrias) e outros necrófagos alimentam-se de tapetes bacterianos ou filtram partículas orgânicas que descem pela coluna de água, ligando o motor químico do fundo marinho ao ecossistema mais amplo das profundezas oceânicas.

• Profundidade: mais de 9.500–10.000 metros abaixo da superfície
• Condições: escuridão total, água quase gelada e pressão esmagadora
• Principal fonte de energia: quimiossíntese alimentada por metano e sulfureto
• Animais dominantes: vermes tubícolas, amêijoas, crustáceos e pepinos-do-mar
• Contexto geológico: zona de subducção activa com exsudação de fluidos

Repensar os limites em que a vida pode funcionar

A descoberta de comunidades complexas a tais profundidades obriga a reconsiderar os ambientes onde a vida consegue funcionar. Os sistemas da fossa das Curilhas demonstram que locais aparentemente hostis podem manter ecossistemas estáveis e duradouros, desde que disponham de uma fonte regular de energia química.

As fossas hadais começam a parecer menos poços mortos e mais corredores ocultos de actividade que se estendem ao longo das fronteiras tectónicas.

Para os biólogos, esta constatação tem duas grandes consequências. Primeiro, alarga os limites conhecidos da vida animal na Terra, tanto em profundidade como em tolerância à pressão. Segundo, reforça as hipóteses de que a vida pode surgir ou persistir longe da luz das estrelas, em interfaces entre rocha e água alimentadas pela geoquímica.

Lições para Marte, Europa e mais além

Os astrobiólogos acompanham estas descobertas com atenção. Vários mundos do Sistema Solar poderão albergar oceanos subterrâneos ou sob camadas de gelo: Marte, com bolsas subterrâneas de água salgada; Europa, lua de Júpiter; e Encélado, lua de Saturno, ambos com mares internos aquecidos pela flexão provocada pelas marés.

Nenhum dos três tem acesso fácil à luz solar. Ainda assim, poderão possuir rocha, água e gradientes químicos, os mesmos ingredientes que alimentam os micróbios da fossa das Curilhas. As descobertas hadais oferecem um modelo do aspecto que a vida extraterrestre poderá ter: sistemas de crescimento lento, impulsionados por micróbios e agrupados onde os fluidos circulam através de rocha fracturada.

As futuras missões que recolham amostras das plumas de Encélado, ou que perfurem o gelo de Europa, procurarão assinaturas químicas semelhantes às agora medidas sobre os locais de exsudação das Curilhas: padrões invulgares de metano, compostos de enxofre fora de equilíbrio químico ou moléculas orgânicas complexas que sugiram metabolismo em curso.

Um refúgio frágil sob pressão crescente

Embora as comunidades hadais estejam distantes da actividade humana quotidiana, não estão protegidas das decisões humanas. O interesse pela mineração em águas profundas está a aumentar, impulsionado pela procura de metais utilizados em baterias e electrónica. A maioria das propostas actuais incide sobre planícies abissais menos profundas, mas o conhecimento sobre o oceano profundo continua a ser, na melhor das hipóteses, fragmentário.

Os ecossistemas da fossa das Curilhas vieram à superfície precisamente quando a indústria volta os olhos para o fundo marinho, sublinhando o muito que continua por conhecer no maior habitat do planeta.

Uma perturbação numa área do oceano profundo pode libertar sedimentos, modificar os fluxos químicos e desorganizar cadeias alimentares que se prolongam por milhares de quilómetros. As comunidades dependentes de exsudações poderão ser particularmente vulneráveis, uma vez que a sua sobrevivência depende de um equilíbrio delicado entre geologia, circulação de fluidos e actividade microbiana.

Como funciona realmente a quimiossíntese

A quimiossíntese pode parecer uma ideia abstracta, pelo que ajuda imaginá-la como uma espécie de processo industrial subaquático movido por reacções de oxidação-redução. Os micróbios usam compostos como metano, sulfureto de hidrogénio ou hidrogénio como dadores de electrões, e oxigénio, nitrato ou sulfato como aceitadores de electrões.

Na fossa das Curilhas, as reacções típicas envolvem bactérias que oxidam metano com sulfato ou que utilizam sulfureto de hidrogénio na presença de oxigénio que se difunde das águas superiores. A energia libertada permite produzir açúcares e outras moléculas orgânicas a partir de dióxido de carbono, num processo que recorda, em linhas gerais, aquilo que as plantas verdes fazem com a luz e a clorofila.

O que isto significa para o clima e a investigação futura

O metano medido na fossa das Curilhas também relaciona o abismo com questões climáticas. Parte desse gás permanece retida nos sedimentos sob a forma de hidratos de metano, cristais gelados que aprisionam gases com efeito de estufa. Outra parte é libertada e consumida por micróbios antes de alcançar a superfície. Cartografar estas vias ajuda a aperfeiçoar as estimativas da quantidade de metano das profundezas marinhas que chega à atmosfera.

Os investigadores planeiam agora missões repetidas à fossa para acompanhar a estabilidade destes ecossistemas de exsudação ao longo do tempo. Intensificam-se e desaparecem com alterações na actividade tectónica? Um grande sismo reorganiza as vias dos fluidos, privando uma «floresta» de vermes tubícolas de alimento e activando outra a quilómetros de distância?

Para quem não é especialista, uma forma prática de compreender a escala consiste em comparar as pressões. Aos 10.000 metros, cada centímetro quadrado do corpo de um animal suporta cerca de uma tonelada de peso. Normalmente, as proteínas e as membranas celulares cederiam sob essa carga. As espécies hadais sobrevivem ajustando a sua química, acumulando nas células moléculas que estabilizam a pressão e modificando subtilmente enzimas vitais.

Estas adaptações já estão a despertar interesse nas áreas da biotecnologia e da medicina. As enzimas que funcionam sem falhas sob pressão extrema poderão ser úteis em processos industriais, desde a esterilização de alimentos ao fabrico de medicamentos, nos quais são aplicados tratamentos de alta pressão. As comunidades da fossa das Curilhas poderão acabar por influenciar tecnologias em terra, enquanto mantêm a sua existência silenciosa na escuridão.