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Lendo: A voz das bactérias

A voz das bactérias

A voz das bactérias


A primeira vez que os cientistas procuraram escutar a voz das bactérias foi para matá-las. Sem conhecer o seu idioma e vocabulário, o que contou como voz foi o movimento, a vibração feita pelos seus corpos. Da imensa diversidade de bactérias que imaginamos existirem no nosso planeta, dedicamo-nos a conhecer dez. A mais bem estudada de todas é usada no laboratório de uma forma instrumental, Escherichia coli, sem querermos saber propriamente o que faz nos seus tempos livres. Esta dezena causa doenças em seres humanos, como a tuberculose, a pneumonia e infeções variadas, quando tem oportunidade. Nestes momentos, queremos debelar as bactérias e ouvi-las a agonizar para saber se os antibióticos estão ou não a fazer efeito. O seu silêncio é o nosso descanso, e após vencer a guerra, voltamos a ignorá-las.

As bactérias, criaturas minúsculas, refazem a escala ao produzir o planeta tal como o conhecemos. Refazem também o social e, no processo, humilham o Antropoceno. Um dos primeiros homens a observá-las com atenção, Christian Gottfried Ehrenberg, pensou que eram iguais aos animais, só que mais pequenas, «sem gradação do mais simples para o complexo». Infelizmente, esta igualdade foi de pouca dura; o facto de serem organismos de uma célula única despromoveu-as a unidades semelhantes a tijolos ou legos com as quais se constrói a vida, onde a complexidade se tornou sinónimo de superioridade, e a simplicidade sinónimo de inferioridade. No entanto, o sucesso das bactérias reside precisamente na igualdade radical com que compõem o mundo. São capazes de criar colónias, organismos visíveis a olho nu, biofilmes, e viver em quase todos os recantos do planeta e, muito possivelmente, fora dele, sem se diferenciarem ou estabelecerem relações hierárquicas entre si. Na Terra, durante o éon Arqueano, compartilharam esta forma unicelular com outros seres, as arqueias, até que aconteceu algo verdadeiramente notável.

As bactérias, criaturas minúsculas, refazem a escala ao produzir o planeta tal como o conhecemos. Refazem também o social e, no processo, humilham o Antropoceno.

O que separa as bactérias das arqueias é a sua constituição fundamental. As bactérias têm uma armadura blindada e por baixo um casaquinho tricotado pela avó; as arqueias têm uma cota de malha e um casaquinho tricotado com Kevlar. Mas além de diferirem no invólucro, transcrevem e traduzem a informação genética à sua maneira, criando duas formas de ser incompatíveis e complementares, capazes de coexistir e ocupar nichos específicos. Ao longo de dois mil milhões de anos, ambas metabolizaram o mundo à escala planetária e produziram gases. São responsáveis por ciclos biogeoquímicos como o do oxigénio (cianobactérias), metano (arqueias metanogénicas) e azoto (ambas). Sabemos muito pouco sobre as espécies críticas para estes ciclos, mas achamo-nos muito importantes por interferirmos com eles, equiparando-nos aos microrganismos no efeito que temos sobre o planeta. Tendo em conta que a mudança do ambiente anaeróbio para o aeróbio foi catastrófica, causando a primeira extinção em massa e provavelmente uma idade de gelo global, ainda temos muito que aprender. O clima é, na sua essência, um fenómeno microbiano.

Prometheoarchaeum

As bactérias e as arqueias possuem uma diversidade espantosa de formas de produção de bioenergia. Apesar de compartilharem a mesma moeda energética, o ATP, têm muitas maneiras de a conseguir. Podem usar luz, pedras e químicos para produzir matéria orgânica «de novo», fermentar os compostos orgânicos que vazam da vida ou de fluxos geotérmicos, ou respirar praticamente qualquer coisa, como oxigénio, diversos gases e metais, permitindo uma reciclagem perpétua de materiais entre seres potencialmente imortais através da divisão. Durante o éon Arqueano, as relações sintróficas foram essenciais à vida coletiva, com uns a respirar o que outros exalavam em tapetes microbianos, numa exploração contínua de nichos e substratos. A política da sintrofia obriga a uma dependência mútua, com a sobrevivência de cada espécie ligada à capacidade de transformar o desperdício alheio em recurso, ou perecer intoxicada com os seus venenos. Mas há cerca de 2-3 mil milhões de anos, acabou-se a troca pacífica de exsudados: algumas bactérias inventaram os antibióticos, que permitiram criar zonas de exclusão para monopolizar recursos; e as bactérias e as arqueias desenvolveram estruturas para a mobilidade, como os pili e os flagelos. O movimento permitiu escapar de ambientes tóxicos, procurar lugares favoráveis, e criar novas dinâmicas relacionais. Por exemplo, os organismos móveis podiam injetar toxinas noutros, caçar ou aproximarem-se de células para fazer trocas genéticas. A transferência horizontal de genes é comum nos organismos procarióticos, que são capazes de captar ADN de células mortas e receber ADN por via de vírus. Mas trocar diretamente informação genética via adesão a um canal de conjugação já conta como sexo microbiano. Apesar de toda esta criatividade, o mundo não estava preparado para o que veio a seguir. Só conhecemos os protagonistas desta história nos últimos 10 anos, quando em 2015, uma equipa de investigadores da Suécia, ao escavar genomas nos sedimentos abissais do Castelo de Loki — uma chaminé hidrotermal entre a Islândia e Svalbard — se deparou com algo inédito. A 2350 metros de profundidade, encontraram uma arqueia cujo genoma continha genes nossos. Genes de eucariotas. Outras equipas encontraram parentes dela noutras fontes termais, estuários e rios de águas negras, e deram-lhes nomes de divindades nórdicas: Asgardarchaeota, com linhagens como Loki-, Thor-, Odin– e Heimdallarchaeota.

A política da sintrofia obriga a uma dependência mútua, com a sobrevivência de cada espécie ligada à capacidade de transformar o desperdício alheio em recurso, ou perecer intoxicada com os seus venenos.

Há 5 anos, uma equipa de investigadores do Japão que estuda a vida em ambientes extremos conseguiu, com imensa paciência, cultivar uma dessas arqueias, e chamou-lhe Promethearchaeum syntrophicum — a «arqueia de Prometeu que vive em sintrofia». Em julho do ano passado, foi criado um reino para a acomodar, Promethearchaeati, em honra a Prometeu, o cocriador da humanidade que roubou o fogo aos deuses para o dar a humanos feitos de barro. Nesta metáfora, a arqueia é o barro, pois vive em sedimentos; o fogo é a bactéria queimadora de oxigénio, com capacidades energéticas sem precedentes.

P. syntrophicum foi descrita como a criatura menos autónoma do mundo. Vive numa sintrofia obrigatória com outra espécie de arqueia, do género Methanogenium, e uma espécie de bactéria, do género Halodesulfovibrio. A razão para a sua incompletude é que morre intoxicada pelo seu próprio hálito se não tiver quem o respire. Esta deficiência é distinta da fome que resulta da necessidade de comer. P. syntrophicum não comparte a refeição nem conspira com os seus simbiontes; excreta hidrogénio, que estes consomem avidamente como fonte de energia. Esta teia metabólica tem uma forma física: P. syntrophicum envolve os simbiontes com prolongamentos membranosos. Consegue dobrar-se sobre si mesma e reconfigurar o que conta como externo e interno. Este organismo é hábil a viver entre mundos. Cada um dos simbiontes domina ambientes que se sobrepõem parcialmente, o mundo do sulfato e o mundo do metano. A zona de Prometeu é uma fronteira instável, só habitável em consórcio.

Apesar da intimidade desta relação a três, o nosso antepassado direto teve de levar a coisa ainda mais longe. Tal só aconteceu quando conheceu uma bactéria à sua altura. Especula-se que a bactéria ancestral era uma alfaproteobactéria, um parasita intracelular obrigatório conhecido por roubar ATP, uma ladra que entrou na casa de Prometeu. Os tempos eram profundamente instáveis: as cianobactérias começaram a produzir oxigénio, que no início era um veneno para quase todos. Mas esta bactéria parasita conseguiu transformar o oxigénio no seu combustível de eleição. Ficou uma ladra endinheirada, incapaz de manter uma casa, mas capaz de transformar uma espelunca energética num hotel de luxo. A dependência mútua dificulta saber quem é o vigarista e quem é o vigarizado nesta relação; mas em algum momento, a arqueia deficiente e imperfeita aparentemente ganhou vantagem, pois incorporou permanentemente a alfaproteobactéria, antepassada da mitocôndria, capaz de produzir energia com muito maior eficiência, a financiadora do consórcio que terminou em aquisição. Da fusão resultaram todos os organismos eucariontes, incluindo nós. Quando se estuda a árvore da vida, o resultado não podia ser mais humilhante: somos arqueias, com todas as criaturas protistas, fungos, plantas e animais da terra. Representamos apenas um pequeno sub-ramo desta árvore, o produto da codependência encapsulada de seres trapaceiros que nunca souberam cooperar de forma igual, porque nunca foram livres. No entanto, a verdadeira diversidade da vida, bacteriana e arqueana, esmagadora em número e forma, continua a viver de forma autónoma. Interessa-nos então compreender como esses seres — os verdadeiros senhores do planeta — são capazes de o fazer.

Quando se estuda a árvore da vida, o resultado não podia ser mais humilhante: somos arqueias.

A autonomia resulta da diversidade e flexibilidade metabólica que possuem, que lhes permite obter a soberania energética. O que não conseguem fazer, como dizia Lynn Margulis, é comer o seu próprio desperdício. A interdependência resulta tanto da necessidade de cooperar para comer como para eliminar o descomido. Seres da mesma espécie podem compartilhar refeições, mas a gestão do lixo envolve tipicamente a cooperação de seres diferentes.

A interdependência requer um fluxo de comunicação constante. A voz das bactérias faz-se ouvir mediante processos democráticos radicais, de quórum sensorial. Escutam-se mutuamente para saberem quando é tempo de cantar em uníssono, ou a diferentes vozes. A sua coordenação produz efeitos notáveis: constroem cidades em biofilmes, iluminam os mares com bioluminescência, ou efetuam ataques coordenados. Piotr Kropotkin tinha intuído corretamente o imperativo microbiano da ajuda mútua para a sobrevivência, uma prática inescusável, mais do que um ideal ético ou filosofia. É esta voz que temos de aprender a escutar, para compreender melhor os seus planos. Entretanto, podemos ouvir as batucadas que faz uma Escherichia coli ao ribombar num tambor de grafeno.

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Texto de Borboleta Azul, publicado no Jornal MAPA nr. 48 [Jan. – Mar. 2026]

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