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Os primeiros sinais de vida em uma Terra Jovem, cerca de 3,5 bilhões de anos atrás, geralmente vieram do oceano sob a forma de micróbios fossilizados dentro de rochas antigas. Agora, os cientistas que trabalham no Cinturão de Barberton Greenstone na África do Sul – onde algumas das rochas mais antigas da Terra são preservadas – encontram evidências de vida microbiana terrestre que estimam ter cerca de 3,22 bilhões de anos de idade. Os resultados, publicados hoje (23 de julho) em Nature Geosciences, representam os mais antigos sinais de vida terrestre em nosso planeta ainda descobertos
“Este trabalho representa o trabalho mais antigo e menos ambíguo que temos até agora que a vida já existia em terra há 3,2 bilhões de anos”, Kurt Konhauser, professor de ciências da terra e atmosféricas da Universidade de Alberta, no Canadá, que também não estava envolvido no trabalho, escreve em um e-mail para The Scientist.
Os pesquisadores encontraram mais evidências fósseis da mais antiga vida microbiana em depósitos marinhos rasos, o que suporta a teoria dominante de que antes de 3 bilhões de anos atrás, a maior parte da Terra consistia de oceanos intercalados com ilhas vulcânicas. As evidências de vida em terra têm sido, até agora, mais difíceis de obter. Parte da razão é que as rochas marinhas antigas parecem estar melhor preservadas do que os sedimentos terrestres. Outra questão, de acordo com Martin Homann, um postdoc do Instituto Europeu de Estudos Marinhos (IUEM) em Brest, França, é que sedimentos terrestres muito antigos também são difíceis de distinguir dos sedimentos marinhos porque os chamados fósseis índice – que ajudam a determinar o ambiente e até hoje as rochas – não existem desde este período inicial da história da Terra.
De acordo com os autores do estudo, os restos visíveis anteriormente mais antigos de micróbios fossilizados em terra tinham cerca de 2,7 bilhões de anos, encontrados num local diferente do Cinturão de Barberton Greenstone na África do Sul e também na Austrália. Num estudo publicado no ano passado, pesquisadores analisaram rochas do que eles interpretaram como fontes termais na região de Pilbara, na Austrália Ocidental. Embora esse trabalho, segundo Konhauser, sugira que cerca de vulcões de 3,5 bilhões de anos possam ter estado em terra, o estudo atual é definitivo ao mostrar que houve extensa exposição da crosta continental na superfície da Terra há 3,2 bilhões de anos.
Para o estudo atual, Homann e seus colegas se concentraram nas rochas sedimentares antigas, conhecidas como o Grupo Moodies, no Cinturão de Barberton Greenstone que foram mostradas anteriormente pelos geólogos como sendo aproximadamente 3.22 bilhões de anos de idade. Lá, a equipe descobriu o que é conhecido como esteiras microbianas fossilizadas – compostas principalmente de impressões de bactérias e arcaias e que estão entre as primeiras formas de vida preservadas. Enquanto viviam na Terra primitiva, estas esteiras da comunidade microbiana tornaram-se entre camadas e empacotadas juntamente com rochas sedimentares feitas de pedras arredondadas de diferentes tamanhos que os geólogos chamam de conglomerado.
A equipe primeiro analisou e descreveu as posições das rochas em detalhes e as comparou com as formações rochosas atuais para entender como elas se moviam, formavam e eram preservadas. Os investigadores concluíram que os micróbios formadores de esteiras eram nativos da rocha hospedeira e parte do que outrora foi um antigo delta do rio.
“Estes são bons dados que mostram de fato que estas esteiras microbianas fossilizadas vêm de um ambiente terrestre”, diz Dominic Papineau, que estuda a origem e evolução da vida no London Centre for Nanotechnology da University College London e que não estava envolvido no estudo.
Os pesquisadores então analisaram os isótopos orgânicos de carbono e nitrogênio dentro dessas esteiras microbianas terrestres fossilizadas e compararam os perfis com isótopos extraídos de esteiras microbianas marinhas fossilizadas próximas. Tanto os valores dos isótopos de carbono e nitrogênio das amostras terrestres e marinhas eram únicos entre si, sugerindo que havia diferenças no metabolismo dos micróbios no oceano em comparação com aqueles em terra.
“Já com 3,2 bilhões de anos atrás, vemos evidências de diferenças nas comunidades microbianas formadoras de esteiras sugerindo que algumas provavelmente estavam mais adaptadas para a vida no oceano do que em terra”, diz Homann.
Uma grande questão para os cientistas é se a Terra primitiva já poderia ter tido bolsas localizadas de oxigênio livre em uma atmosfera geralmente carente dele. A maioria dos tapetes microbianos modernos são compostos por cianobactérias, que criam oxigênio como subproduto de seu metabolismo (fotossíntese oxigenada), e que se pensa terem sido responsáveis pela acumulação de oxigênio na atmosfera terrestre. “Os dados aqui não conseguem distinguir se esses microrganismos produziram oxigênio através de sua fotossíntese ou se fizeram fotossíntese anóxica”, diz Papineau.
Os valores dos isótopos de nitrogênio, que refletem a proporção do nitrogênio-14 mais abundante e o nitrogênio-15 mais raro e mais pesado, das esteiras microbianas terrestres foram mais positivos em comparação com as amostras marinhas. Isto sugeriu a Homann e seus colegas que a terra, há 3,2 bilhões de anos atrás, continha nitrato atmosférico. Outra forma que esses valores positivos de nitrogênio poderiam ter surgido seria se houvesse oxigênio atmosférico há 3,22 bilhões de anos, o que é menos provável, segundo os autores do estudo, pois implicaria que já existiam cianobactérias produtoras de oxigênio, para as quais não há atualmente evidências suficientes.
Para Konhauser, seria interessante cavar mais fundo na fonte do nitrato nas amostras e se ele poderia de fato ter vindo da atmosfera ou via geração de oxigênio das antigas bactérias fotossintéticas. “As estruturas e composição isotópica das esteiras microbianas certamente parecem sugerir a presença de micróbios fotossintéticos já existentes na terra”, escreve Konhauser. Se o nitrato foi realmente formado pelos micróbios das esteiras, ele acrescenta, então talvez cianobactérias produtoras de oxigênio estivessem por perto neste estágio inicial da história da Terra.
M. Homann et al., “Microbial life and biogeochemical cycling on land 3,220 milhões years ago”, Nature Geosciences, doi.org/10.1038/s41561-018-0190-9, 2018.
Correção (23 de julho): A estimativa de vida na terra é 500 milhões de anos antes do que foi demonstrado anteriormente, e não 500.000 milhões de anos atrás. O cientista lamenta o erro.
Correção (25 de julho): A palavra no segundo parágrafo é “ambíguo”, não “inequívoco”. O Cientista lamenta o erro.