O animal imortal – e outras formas de vida insólitas

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Uma água-viva programada para viver eternamente. A lesma que faz fotossíntese. Os micróbios que sobrevivem isolados, dentro de rochas, sem nenhum alimento. As bactérias que flutuam na estratosfera, a espécie que foi modificada para absorver CO₂ do ar – e os fungos ocultos no reator nuclear de Chernobyl.

Texto Bruno Garattoni e Paulo César Teixeira
Ilustração Zansky
Design Carlos Eduardo Hara

As águas-vivas são, junto com as esponjas-do-mar, os animais mais antigos do planeta Terra: surgiram 600 a 700 milhões de anos atrás, muito antes dos primeiros insetos (470 milhões), peixes (400 milhões) ou dinossauros (230 milhões). Seu ciclo de vida é o seguinte: o bicho nasce de um ovo, na forma de larva, vira pólipo e depois medusa (os pólipos ficam grudados em alguma superfície, enquanto as medusas se deslocam na água) e morre. Mas para a Turritopsis dohrnii, uma espécie encontrada principalmente no Mar Mediterrâneo, esse roteiro tem um desfecho inesperado. Ela também nasce como larva, se agarra a superfícies como rochas ou cascos de navios naufragados, e forma uma colônia de pólipos, dos quais brotam medusas já em fase adulta – prontas para a liberação de gametas que, depois de fecundados, cumprirão a tarefa de perpetuar a espécie.

Até aí, tudo normal. O extraordinário vem depois que a T. dohrnii libera os gametas: ela volta a ser pólipo, tornando-se novamente jovem. Ela é capaz de reverter o próprio envelhecimento. E, biologicamente, viver para sempre.

Essa proeza foi descoberta em 1996, por um grupo de pesquisadores da Universidade de Salento, na Itália (1), liderados pelo cientista Stefano Piraino. Existem outras espécies capazes de retroceder seu ciclo de vida, mas isso sempre acontece antes que o indivíduo atinja a fase de reprodução sexual. A T. dohrnii difere nesse ponto crítico. Mas, se essa criatura é tecnicamente imortal, os oceanos deveriam estar lotados dela – só que isso não ocorre. “A própria natureza não deixa que aconteça”, explica o biólogo Sérgio Stampar, da Universidade Estadual Paulista (Unesp). Invariavelmente, chega o momento em que a águaviva cruza com algum de seus predadores naturais, que acaba por devorá-la. Ela também pode morrer ao desenvolver doenças, que a impedem de tomar o caminho de volta à juventude.

A ciência vem se esforçando para descobrir os segredos da água-viva. Em dezembro de 2019, Piraino publicou o primeiro sequenciamento do genoma da T. dohrnii. Mas ainda estamos longe de descobrir quais genes dão a ela o poder de voltar no tempo. Só quando esse processo for plenamente compreendido será possível, talvez, usar esse conhecimento em benefício de seres humanos. Mas, antes que alguém se entusiasme a ponto de acreditar na descoberta de um elixir da vida eterna, o professor da Unesp explica que a ideia não é essa: “O que se busca é a regeneração de órgãos e tecidos, algo que parece bem plausível”, diz Stampar.

A bactéria comedora de CO2

Reduzir a quantidade de CO2 emitida pela humanidade, antes que o aquecimento global atinja níveis graves, é tão essencial quanto difícil – os combustíveis fósseis, cuja queima libera CO2, ainda fornecem mais de 80% da energia consumida pela humanidade, segundo dados do Banco Mundial. E se existisse uma bactéria capaz de digerir o CO2? Ela poderia ser cultivada em grande escala e usada para absorver o excesso desse gás na atmosfera, freando as mudanças climáticas.

Em 2019, cientistas do Instituto Weizmann, em Israel, criaram uma versão geneticamente modificada (2) da Escherichia coli, uma bactéria que faz parte da flora intestinal humana – e ganhou a habilidade de metabolizar o CO2. Ela se tornou capaz de extrair desse gás (e não do açúcar, como normalmente acontece) o carbono de que precisa para viver.

Para que isso acontecesse, foram promovidas mudanças em apenas 11 genes. Mas os cientistas levaram dez anos para conseguir chegar a uma E. coli que conseguisse sobreviver só de CO2. Eles começaram fornecendo um pouquinho de açúcar junto com bastante CO2 (em concentração 250 vezes maior que a da atmosfera da Terra) a sucessivas gerações da E. coli modificada – até que ela aceitasse se alimentar exclusivamente de dióxido de carbono.

Em sua versão atual, a bactéria não seria capaz de sobreviver fora do laboratório: ela requer um ambiente com 10% de CO2 (muito mais que os 0,04% presentes na atmosfera terrestre). E, mesmo nessa situação controlada, ela se multiplica muito devagar: leva 18 horas para se reproduzir, contra 20 minutos da E. coli comum. Ou seja, não adiantaria usar essa bactéria em grande escala para absorver o excesso de CO2 na atmosfera terrestre. Isso provavelmente é uma boa coisa, por razões de segurança (se o micróbio fosse muito eficiente, poderia sair do controle e se multiplicar pelo mundo, reduzindo demais o CO₂ na atmosfera – e levando a Terra a uma nova era glacial).

A ideia é que, no futuro, a E. coli geneticamente modificada seja usada para produzir biocombustíveis: ela seria cultivada em usinas, se alimentando de CO2 do ar, e depois processada para virar combustível. A queima dele liberaria CO2, que seria recapturado e usado para alimentar mais bactérias – num ciclo neutro em carbono, que não aumenta a quantidade dele na atmosfera. Em suma: a bactéria comedora de gás não é uma solução mágica para reverter o aquecimento global. Mas pode ser uma boa ferramenta para evitar que ele piore.

O fungo radioativo

Os destroços do reator número 4 da usina nuclear de Chernobyl, que explodiu em abril de 1986, são contaminados num grau inacreditável: os operários enviados para apagar o incêndio foram expostos a até 16 mil milisievert, o equivalente a 160 mil exames de raio X, e muitos deles morreram (a ONU estima 134 casos graves e 28 mortes diretas; depois, milhares de pessoas teriam morrido de câncer em consequência da radiação espalhada pela Europa).

O reator foi lacrado com a construção do chamado “sarcófago” e do New Safe Confinement, duas estruturas de metal e concreto que impedem o vazamento de radioatividade – mas o interior dele continua extremamente letal. A radiação eletromagnética ali é forte o suficiente para arrancar elétrons dos átomos, o que danifica as células do organismo. Dependendo da dose absorvida pelo organismo, ela pode levar à formação de tumores ou provocar a morte rápida, por falência dos órgãos.

Exceto para alguns fungos. Em 1991, durante uma inspeção de rotina feita por um robô dentro da carcaça do reator, foram descobertas 37 espécies de fungo vivendo ali dentro. Um deles é o Cryptococcus neoformans, que é conhecido há mais de cem anos e causa infecções no pulmão. Ele produz melanina (pigmento que, em humanos, torna a pele escura) e usa essa substância para absorver a radiação, transformando-a em energia química. Ou seja, alimenta-se dela. Os fungos que comem radiação foram batizados de radiotróficos, e o processo que fazem é chamado de radiossíntese – uma referência à fotossíntese realizada pelas plantas.

Cientistas da Universidade Johns Hopkins, nos EUA, estão estudando o C. neoformans para tentar usá-lo como instrumento antirradiação – a ideia é produzir um creme que, aplicado na pele, poderia proteger funcionários de usinas nucleares, pacientes de câncer que estão fazendo radioterapia e até astronautas (que, sem a proteção do campo magnético da Terra, são expostos a níveis consideráveis de radiação cósmica).

Oito espécies dos fungos de Chernobyl já foram enviadas para testes a bordo da Estação Espacial Internacional. Isso porque algumas pesquisas sugerem que os radiotróficos poderiam ser utilizados para captar e armazenar energia, tornando-se uma alternativa biológica aos painéis solares (a radiação solar é formada por ondas eletromagnéticas).

O mito da proteína alienígena

O meteorito Acfer 086 se estatelou no chão da Argélia em 1990. Mas só três décadas depois, em fevereiro de 2020, veio a público seu grande segredo: a bioquímica Julie McGeoch, da Universidade Harvard, detectou nele uma proteína de origem incerta, diferente de qualquer outra conhecida – e que poderia ter se originado fora da Terra. A descoberta deu o que falar. Estaríamos diante da primeira evidência de vida extraterrestre? Calma lá.

A proteína, que foi batizada de hemolitina, possui estrutura até certo ponto compatível com a das proteínas terrestres. Ela é formada por glicina e aminoácidos e também tem átomos de oxigênio, lítio e ferro em suas extremidades. O que chamou a atenção dos cientistas foi a alta proporção de deutério (um dos isótopos estáveis do hidrogênio), que não tem similar em nenhum outro composto da Terra. Para os pesquisadores, esse fator poderia indicar que a substância não se originou em nosso planeta.

A primeira ressalva é a mesma válida para as bactérias encontradas na estratosfera (leia texto acima): a biologia terrestre continua cheia de mistérios, e só porque uma coisa nunca foi vista antes não significa que ela seja alienígena. Além disso, o estudo da hemolitina (5) foi criticado por outros cientistas, que consideraram os dados insuficientes. “A estrutura [da tal proteína] não faz sentido”, declarou o químico Lee Cronin, da Universidade de Glasgow, à revista New Scientist.

Até hoje, um ano depois de sua pré-publicação, o trabalho não foi publicado em nenhum jornal científico – e, portanto, não foi revisado e julgado por especialistas independentes. Ele também não foi replicado. Em fevereiro de 2021, McGeoch escreveu outro artigo, que não foi aceito por nenhum jornal científico, em que novamente propõe “a origem extraterrestre” da hemolitina (6). Desta vez, com a imprensa focada na pandemia, não obteve a mesma atenção.

Não é incomum que, passada a euforia em torno de uma pretensa descoberta, ela acabe sendo derrubada – sem que a imprensa dê a isso o mesmo destaque da manchete original. Foi o que aconteceu em 2020 com a suposta detecção de fosfina, um gás que indicaria a presença de vida em Vênus. Alguns meses mais tarde, os mesmos autores revisaram a pesquisa original, e descobriram que ela estava bem errada (havia pouquíssima fosfina, e ela talvez fosse só um erro de algum dos instrumentos utilizados).

Esse episódio, mais o da hemolitina, foram duas decepções para quem esperava ver novas formas exóticas de vida. Bobagem. A vida na Terra, como ilustram os casos desta reportagem, já é incrível o bastante.

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Fontes

⁽¹⁾ Reversing the life cycle: medusae transforming into polyps and cell transdifferentiation in Turritopsis nutricula (Cnidaria, Hydrozoa). S Piraino e outros, 1996.

⁽²⁾ Conversion of Escherichia coli to Generate All Biomass Carbon from CO2. S Gleizer e outros, 2019. 

⁽³⁾ Microbiome of the upper troposphere: Species composition and prevalence, effects of tropical storms, and atmospheric implications. K Konstantinidis e outros, 2013.

⁽⁴⁾ Promoção de crescimento de mudas pré-brotadas de cana-de-açúcar inoculadas com Bacillus aryabhattai em diferentes frequências de irrigação. A May e outros, 2019.

⁽⁵⁾ Hemolithin: a Meteoritic Protein containing Iron and Lithium. J McGeoch e outros, 2020.

⁽⁶⁾ Meteoritic Proteins with Glycine, Iron and Lithium. J McGeoch e outros, 2021.