Enquanto caminhava pelo Vale Dades, no Marrocos, o Dr. Rowan Martindale viu algo tão incomum que imediatamente chamou sua atenção.
Martindale, paleoecologista e geobiólogo da Universidade do Texas em Austin, estava explorando a paisagem acidentada com colegas pesquisadores, incluindo Steffen Bodin, da Universidade de Aarhus. O objetivo deles era investigar os antigos ecossistemas de recifes que existiram sob um oceano que cobria a região há milhões de anos.
Para chegar a esses recifes antigos, a equipe teve que atravessar extensas camadas de rocha conhecidas como turbidita. Esses depósitos se formam quando avalanches de lama, areia e detritos subaquáticos descem para o fundo do oceano e eventualmente se depositam em espessas camadas de sedimentos. Marcas onduladas são comuns em tais depósitos, mas Martindale notou algo incomum no topo das ondulações.
“Enquanto caminhamos por esses turbiditos, olho em volta e este lindo plano ondulante chama minha atenção”, diz Martindale. “Eu disse: ‘Stephen, você tem que voltar aqui. Estas são estruturas de rugas!'”
O que é formação de rugas?
Estruturas enrugadas são pequenas cristas e depressões que podem se formar quando comunidades microbianas se aglomeram em sedimentos arenosos. Essas esteiras são formadas por organismos microscópicos, como algas e bactérias, que unem os sedimentos e deixam para trás estruturas superficiais distintas.
Eles são importantes para os cientistas porque podem fornecer evidências de vida microbiana antiga. No entanto, a formação de rugas é geralmente frágil. Depois que os animais começaram a escavar ativamente os sedimentos marinhos, há milhões de anos, essas características delicadas foram frequentemente destruídas antes de serem preservadas.
Como resultado, as estruturas sacrais são incomuns em rochas com menos de 540 milhões de anos, um período que coincide com uma grande expansão da diversidade animal. Hoje, eles são frequentemente encontrados em ambientes costeiros rasos, onde a luz solar sustenta algas fotossintéticas.
Uma descoberta que não deveria estar lá
Rocks era um grande quebra-cabeça que Martindale estava examinando.
Turbiditos enrugados formaram-se em águas profundas, pelo menos 180 m (590 pés) abaixo da superfície do mar. Nessa profundidade, a luz solar não consegue penetrar, impossibilitando a sobrevivência das algas fotossintéticas.
Isso imediatamente levantou um problema. Se os micróbios dependentes da luz solar não pudessem construir estruturas, o que fariam?
Relatos anteriores de estruturas sacrais em antigos turbiditos de águas profundas foram controversos e amplamente contestados. A Idade da Pedra tornou o mistério ainda mais surpreendente. Esses sedimentos foram formados há cerca de 180 milhões de anos, quando os animais do fundo do mar eram abundantes e os sedimentos eram constantemente perturbados. Tal atividade geralmente destrói texturas microbianas finas antes que possam ser preservadas.
Tudo na descoberta sugeria que as estruturas enrugadas não deveriam estar naquele cenário.
Martindale sabia que afirmações extraordinárias exigiam provas fortes.
“Vamos examinar todas as evidências que pudermos para ter certeza de que se trata de estruturas enrugadas em turbiditos”, diz Martindale, “porque as estruturas enrugadas, normalmente a fonte da fotossíntese, “não deveriam estar neste ambiente de águas profundas”.
Procurando evidências de vida microbiana antiga
A equipe de pesquisa investigou cuidadosamente as rochas onde os sedimentos se formaram e confirmou a origem biológica da textura incomum.
Primeiro, verificaram que as camadas eram de fato turbiditos depositados em águas profundas. Em seguida, procuraram assinaturas químicas que pudessem revelar se os organismos vivos desempenharam um papel na criação da estrutura.
A análise deles mostrou uma maior concentração de carbono na camada de sedimentos diretamente abaixo da ruga. O enriquecimento de carbono está frequentemente associado à atividade biológica e fornece uma pista importante de que micróbios estavam envolvidos.
Os pesquisadores então recorreram ao oceano moderno em busca de respostas.
Imagens de vídeo coletadas por submersíveis pilotados remotamente sugerem que tapetes microbianos podem até se formar abaixo da zona fótica, a camada acima da luz solar onde ocorre a fotossíntese. Em vez de dependerem da luz solar, estas comunidades são construídas por bactérias quimiossintéticas.
Organismos quimiossintéticos produzem energia a partir de reações químicas em vez da luz solar. Alguns usam compostos como o sulfeto de hidrogênio ou o metano como combustível, permitindo-lhes prosperar em ambientes escuros onde a vida fotossintética não consegue sobreviver.
Bactérias do fundo do mar podem causar rugas
Quando as evidências geológicas, os dados químicos e as observações modernas do fundo do mar foram considerados em conjunto, os investigadores concluíram que tinham identificado estruturas quimiossintéticas de rugas preservadas no registo rochoso.
De acordo com a explicação proposta, os fluxos turbidíticos transportam nutrientes e matéria orgânica para o fundo do mar. A decomposição desse material reduz os níveis de oxigênio no sedimento, criando condições favoráveis para micróbios quimiossintéticos.
Durante intervalos calmos entre os fluxos de detritos subaquáticos, tapetes de bactérias podem se espalhar pela superfície dos sedimentos. Com o tempo, essas esteiras formam rugas distintas preservadas nas rochas.
Na maioria das vezes, os fluxos de detritos removeram posteriormente os tapetes microbianos. Ocasionalmente, porém, as condições permitem que os tapetes e as suas texturas enrugadas sejam enterrados e preservados durante milhões de anos.
A busca pela infância se estende
Martindale espera que futuras experiências laboratoriais ajudem os cientistas a compreender melhor como estas estruturas se formam em ambientes de águas profundas.
A descoberta também poderia expandir o pensamento científico sobre a estrutura das rugas. Tradicionalmente, os pesquisadores os associaram quase exclusivamente a esteiras microbianas fotossintéticas que vivem em águas rasas. Novas descobertas sugerem que as comunidades quimiossintéticas também podem desenvolver propriedades semelhantes.
Se assim for, os geólogos poderão ter de revisitar ambientes que foram anteriormente descartados como locais improváveis para preservar evidências de antigos ecossistemas microbianos.
“As formações de rugas são uma evidência realmente importante da evolução inicial da vida”, diz Martindale. Ao ignorar a sua possível presença nos turbiditos, “estamos a perder uma parte fundamental da história da vida microbiana”.
A descoberta levanta uma possibilidade intrigante: algumas pistas sobre o passado microbiano inicial da Terra podem estar escondidas em locais que os cientistas nunca pensaram procurar.
