Um fundo oceânico sem luz abriga animais que dependem de bactérias para transformar sulfeto tóxico em energia e formar comunidades inteiras sem usar diretamente a luz do Sol

Em torno de fontes hidrotermais do oceano profundo, a escuridão é permanente, mas a vida pode formar aglomerações densas de vermes tubulares, moluscos e crustáceos. A quimiossíntese permite que microrganismos transformem energia química em matéria orgânica, criando uma base alimentar local que não depende diretamente da luz solar que sustenta a maioria dos ecossistemas da Terra.

Como existe tanta vida ao redor de fontes hidrotermais sem luz?

Fontes hidrotermais surgem quando água do mar penetra por fissuras da crosta oceânica, é aquecida em profundidade e retorna carregada de minerais e compostos químicos. Em alguns sistemas, fluidos podem superar 300 °C antes de se misturarem com a água fria do oceano profundo.

Longe das fontes, grande parte dos animais do fundo depende de material orgânico produzido perto da superfície e que afunda lentamente. Perto das chaminés hidrotermais, porém, microrganismos produzem matéria orgânica no próprio fundo, permitindo uma concentração de biomassa muito maior.

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Como a quimiossíntese transforma sulfeto em alimento?

Bactérias e arqueias quimiossintéticas conseguem obter energia oxidando compostos inorgânicos. Nas fontes hidrotermais, um dos mais importantes é o sulfeto de hidrogênio, H₂S, substância tóxica para muitos animais. Em presença de oxidantes, como oxigênio, sua transformação libera energia que os micróbios podem aproveitar.

Essa energia é usada para fixar carbono inorgânico e produzir moléculas orgânicas. O princípio lembra a fotossíntese porque ambos os processos criam biomassa a partir de carbono, mas a origem da energia muda completamente: luz em um caso e reações químicas no outro.

• Sulfeto de hidrogênio fornece energia química;
• Oxigênio pode atuar como aceptor nas reações;
• Microrganismos fixam carbono inorgânico;
• Biomassa microbiana alimenta outros organismos;
• Simbioses transferem nutrientes diretamente para animais.

Este vídeo mostra como vermes tubulares gigantes dependem de bactérias quimiossintéticas nas fontes hidrotermais.

Como a quimiossíntese sustenta vermes tubulares sem boca?

O exemplo clássico é Riftia pachyptila, verme tubular gigante encontrado em fontes do Pacífico. Quando adulto, ele não possui boca nem sistema digestório funcional. Em vez disso, abriga enormes populações de bactérias simbióticas em um órgão interno chamado trofossomo.

A pluma vermelha do verme absorve oxigênio, dióxido de carbono e sulfeto de hidrogênio da água. Sua hemoglobina consegue transportar oxigênio e sulfeto simultaneamente, conduzindo esses compostos às bactérias. Elas realizam o metabolismo quimiossintético e fornecem compostos orgânicos ao hospedeiro.

Todos os animais das fontes dependem das bactérias da mesma maneira?

Não. Mexilhões de fontes hidrotermais podem manter bactérias simbióticas em suas brânquias, enquanto alguns camarões e caranguejos carregam comunidades microbianas na superfície do corpo. Outros animais simplesmente raspam tapetes de bactérias que crescem sobre as rochas.

Há também predadores que não possuem simbiontes, mas dependem indiretamente deles porque comem animais sustentados pela produção microbiana. A NOAA Ocean Exploration explica que esses microrganismos atuam como produtores primários, posição equivalente à ocupada por plantas e algas em ecossistemas iluminados.

O que diferencia fotossíntese e produção química no fundo do oceano?

Na fotossíntese, a luz fornece energia para transformar carbono inorgânico em matéria orgânica. Em fontes hidrotermais, bactérias e arqueias fazem algo funcionalmente semelhante usando energia liberada por reações envolvendo sulfeto, hidrogênio, ferro reduzido, amônia ou outros compostos disponíveis.

Isso não significa que todo o oceano profundo esteja completamente separado do Sol. Oxigênio presente na água, por exemplo, deriva em grande parte da fotossíntese global. A diferença é que a produção primária local dessas comunidades pode ocorrer sem receber energia luminosa diretamente.

Por que a quimiossíntese mudou a compreensão sobre onde a vida pode existir?

Quando comunidades hidrotermais foram observadas diretamente perto das Galápagos, em 1977, sua abundância surpreendeu pesquisadores. Até então, ecossistemas complexos eram normalmente entendidos dentro de cadeias alimentares cuja energia começava, direta ou indiretamente, na luz solar.

As fontes mostraram outra possibilidade: energia geológica pode sustentar produção biológica local suficiente para manter comunidades inteiras. Essa descoberta ampliou a compreensão dos limites da vida na Terra e também tornou ambientes subterrâneos e oceanos extraterrestres alvos especialmente interessantes na busca por condições habitáveis.

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