Imagine morar tranquilamente no monte Everest? Poder se banhar em lava vulcânica. Ou ainda melhor, sobreviver ao vácuo no espaço? Alguns microrganismos vivem há muito tempo sobre essas condições “extremas”. Eles são os microrganismos extremófilos. Recebem esse nome justamente por uma visão antropocêntrica, pois nós, seres humanos, jamais conseguiríamos sobreviver em tais ambientes naturalmente. Esses seres são tão incríveis que desafiam o que imaginamos sobre o que é a vida e do que é normal, ajudando a “delimitar” em que intervalo as condições de vida são possíveis.

A grande maioria dos extremófilos conhecidos atualmente se encontram em dois dos três grandes domínios da vida: Bacteria e Archaea, ambos representados por microrganismos procariontes. Porém, também encontramos representantes no domínio Eukarya.

Árvore filogenética segundo Woese et al. 1990, com localização de extremófilo. O tipo de extremofilia está identificado com o código de cores indicado. Fonte: Astrobiologia.

Onde vivem e quem são?

Esses organismos podem vivem nos ambientes mais variáveis possíveis. E dependendo do local em que os encontramos podemos definir os tipos de extremofilia. Cada tipo de extremófilo recebe um nome tais como:

Regiões frias

Os principais exemplos são os polos e apresentam temperaturas muito baixas e são lares dos psicrófilos. A temperatura ideal para crescimento deles é de aproximadamente 15ºC, com máxima de 20ºC e mínima de 0ºC. Um exemplo de psicrófilo é a alga verde Chlamydomonas nivalis.

Neve de melancia”, assim chamada por conta da coloração avermelhada causada pela presença de Chlamydomonas nivalis.

Fontes hidrotermais

Com temperaturas altíssimas, chegando próximo ou até acima da ebulição da água. Os organismos que crescem otimamente acima de 45°C são chamados de termófilos, e aqueles que crescem otimamente acima de 80°C são chamados de hipertermófilos.

Methanopyrus kandleri, um Hipertermófilo descoberto no Golfo da Califórnia. Fonte: Astrobiologia.

Rios ácidos ou lagos alcalinos

Ambientes que apresentam valores extremos de pH. Os acidófilos e alcalófilos são tão adaptados a ambientes com valores de pH extremos, que são capazes de sobreviver em níveis de pH que variam aproximadamente de 0 a 11,5, respectivamente.

Ferroplasma acidiphilium, (acidófilo).

Lagos salinos

Concentrações de sal próximas ou acima da saturação e são lares dos halófilos. O grupo mais representativo desse tipo de extremofilia se encontra no domínio Archaea (haloarchaea). Existem também bactérias halófilas e alguns eucariontes, como a alga Dunaliella salina.

Haloarcula quadrata, um microrganismos halófilo pertencente ao grupo haloarchaea, de formato incomum. Fonte: haloarcula-quadrata.jpg (ens-lyon.fr)

Regiões bombardeadas com altos níveis de radiação

Microrganismos radiotolerantes são capazes de sobreviver a doses de radiação gama ou ultravioleta muitas vezes mais altas do que as disponíveis na Terra por meios naturais. Por exemplo, Deinococcus radiodurans é uma bactéria que suporta altas doses de radioatividade. Sendo até considerado um dos organismos mais resistentes conhecidos até hoje. Capaz de sobreviver também a situações de frio, vácuo, desidratação e acidez.

Imagem da bactéria Deinococcus radiodurans tomada com um microscópio de transmissão de elétrons. Fonte: Astrobiologia.

Por que estudá-los?

A partir da obtenção do conhecimento de como esses seres suportam o ambiente em que vivem, ou seja, como sua maquinaria molecular funciona em resposta ao estresse, podemos imaginar como poderia ser a vida em outros cantos onde antes achávamos ser impossível.  Ajudando assim, a entender a variedade de condições sob as quais a vida pode evoluir e sobreviver.

Entender como se dá a resistência de uma vida em um ambiente hostil nos ajuda a pensar em como seria a vida no que se assemelha, por exemplo, com o começo da história de nosso planeta. Ou até em condições de outros planetas extremos e caóticos, nos fazendo pensar que a capacidade de habitabilidade do universo seja maior do que antes pensávamos.

E é claro… Os Tardígrados!!

Ahhh, como não falar deles, tão populares! 

Dos microrganismos citados no texto, eles são os mais “próximos” de nós seres humanos. Os tardígrados (filo Tardigrada) são pertencentes ao táxon dos artrópodes. São animais microscópicos, e podem ser encontrados em líquens e musgos no solo, no topo de montanhas e no leito oceânico, a uma profundidade de 4 mil metros.

Como os musgos onde vivem são predispostos à dessecação intensa, algumas espécies de tardígrados podem sobreviver até 10 anos sem umidade. São realmente muito resistentes: sobrevivem a temperaturas variando desde pouco mais do que o zero absoluto (-273,15 °C) até os 150 °C, a pressões de 6 mil atmosferas e 5 000 Gy de radiação (cerca de 1000 vezes mais que um ser humano pode suportar!!).

Já foram enviados ao espaço em diversas missões, a fim de testar a capacidade de sobrevivência. Por exemplo, em 2007, vários exemplares de duas espécies de tardígrados foram enviados ao espaço, sendo expostos não apenas ao vácuo (que torna impossível a respiração), mas também a níveis de radiação capazes de incinerar um ser humano. Ao retornarem ao planeta Terra, um terço deles ainda estava vivo, mostrando-se assim os únicos animais nativos do planeta Terra de que se tem conhecimento capazes de sobreviver às condições do espaço sem a ajuda de equipamentos. Além do mais, 10 % dos sobreviventes foram capazes de reproduzir-se com sucesso, produzindo ovos que eclodiram normalmente (Jönsson, K Ingemar et al. “Tardigrades survive exposure to space in low Earth orbit.”).

Os tardígrados apesar de possuírem baixa expectativa de vida, possuem um recurso de sobrevivência que consiste em dormência completa, se encolhendo e desidratando-se, “desligando” todos os seus sistemas e processos biológicos (criptobiose). Assim, conseguem sobreviver por muitos anos quando em condições ambientais desfavoráveis. Se o ambiente em que ele estiver retornar a ser favorável, ele então irá “voltar à vida” se hidratando novamente.

Tardígrado em microscopia eletrônica de varredura. Fonte: 5 razões sobre o porquê dos tardígrados serem os animais mais fortes do planeta.

Por fim…

O estudo dos extremófilos nos mostra quais os limites que a vida pode suportar em termos de temperatura, pressão, pH, salinidade e radiação. Com base nesses dados, os astrobiólogos conseguem direcionar suas pesquisas sobre busca de vida extraterrestre para áreas do Sistema Solar como o planeta Marte e as luas Encélado, Europa e Titã

Entender como os microrganismos extremófilos suportam as condições ambientais a que estão submetidos tornou-se uma das grandes vertentes da microbiologia atual, inclusive com a contribuição de alguns grupos de pesquisa do Brasil! Vários membros da SBAstrobio  já possuem pesquisas em andamento nessa área!


“No sonho, você está em uma caverna gelada. Ela é realmente bonita, tingida por uma luz azulada que vem de uma fonte luminosa externa. […]. Faz um frio assombroso, bem abaixo do congelamento. […]. Então vê criaturas trabalhando ativamente ao longo da parede distante da caverna. Elas ignoram o frio intenso. Pelo cheiro estranho, você imagina que elas têm anticongelante correndo nas veias. Esse lugar é sem dúvida seu lar. Então você desperta — não na sua cama, mas em outro mundo estranho. Você está à margem de um rio, com paredes erodidas que se elevam abruptamente e desaparecem nas alturas. O rio é caótico e cheio do pior tipo de lixo industrial. A água é tão ácida que crepita quando passa por sobre as rochas, as quais já estão descoloridas pelos resíduos químicos. O odor é fétido e metálico, e quase faz você engasgar. Quando seus olhos se acostumam com a penumbra, você vê silhuetas sombrias na água. O mais incrível é que elas não parecem perturbadas pelo ambiente tóxico. Algumas chapinham naquele líquido parecem se divertir, algumas estão bebendo água, enquanto outras montam restos de metal do sedimento depositado à margem. A cena seria idílica se não fosse tão grotesca. Você desperta outra vez, sobressaltado. […] À sua frente, há uma escotilha feita de vidro de vários centímetros de espessura; você sente a pressão fenomenal da água lá fora. Segura um controle na mão. Acionando-o, ele ilumina uma cena fantástica além da escotilha: fumarolas esfumaçadas saindo de fissuras onde o magma rebrilha num vermelho fosco, assim como rochas incrustadas de minerais e cristais coloridos. A água ferve em razão do calor intenso e você a sente roçar o fundo do submersível […] então você observa criaturas graciosas deslizando na escuridão. Elas são translúcidas nesse lugar, onde a luz solar jamais as alcança. Elas se alimentam na borda do vulcão submerso, a apenas alguns metros de uma fenda que se aprofunda por quilômetros para dentro da crosta. Você intui que elas vivem ali há uma infinidade de tempo. Acorda novamente, dessa vez na paisagem familiar de seu quarto. Está maravilhado com a lucidez do sonho; o mundo real parece um pouco decepcionante em comparação a ele. Você se dá conta de mais uma coisa. No seu sonho, você estava milagrosamente encolhido a um tamanho microscópico. Os panoramas que acabou de explorar passariam despercebidos no mundo cotidiano. Então você desperta.”

(Impey, C., 207, “O Universo Vivo” pg. 117)