Como a rotação da Terra ajudou na diversificação das primeiras formas de vida

A Terra nem sempre contou com o dia de 24 horas com o qual estamos tão familiarizados agora. Na verdade, a maneira como o mundo gira não apenas determina a duração do nosso dia, mas pode ter contribuído para um aumento de oxigênio na Terra primitiva que ajudou a vida a florescer, de acordo com novas pesquisas.

Ao estudar um ambiente único no Lago Huron, de Michigan, nos Estados Unidos, pesquisadores olharam efetivamente para a Terra antiga e viram como a mudança na duração dos dias pode ter impactado as primeiras formas de vida que existiam: minúsculos organismos chamados cianobactérias.

Também chamadas de algas verde-azuladas, as cianobactérias evoluíram há mais de 2,4 bilhões de anos e produziam oxigênio quando a Terra ainda era bastante inóspita. Os cientistas têm se esforçado para explicar por que demorou tanto para os níveis de oxigênio da Terra subirem gradualmente ao longo de quase 2 bilhões de anos – até agora.

Atualmente, as cianobactérias não têm uma boa reputação porque estão associadas à proliferação de algas tóxicas no Lago Erie e em outros corpos d’água. Mas essa bactéria existe há mais tempo do que qualquer outra forma de vida na Terra e foi a primeira a converter luz em energia por meio da fotossíntese – e liberar oxigênio como subproduto.

Os pesquisadores começaram a se perguntar como o aumento da duração do dia na Terra primitiva pode ter permitido que as cianobactérias criassem mais oxigênio e levassem a uma diversidade na vida animal.

“Quando o sistema Terra-Lua se formou, os dias eram muito mais curtos, possivelmente de até seis horas”, disse o coautor do estudo Brian Arbic, oceanógrafo físico da Universidade de Michigan, em um comunicado. “Isso poderia significar que a mudança da duração do dia teria impactado a fotossíntese ao longo da história da Terra?”

Quando a lua se tornou o satélite da Terra, o puxão da gravidade da lua diminuiu a taxa de rotação do nosso planeta, levando a dias mais longos. Mais horas de luz solar teriam um efeito positivo na atividade fotossintética das cianobactérias.

Respostas em um sumidouro

Abaixo do Lago Huron está uma fundação rochosa formada a partir de mares remotos que outrora cobriam o continente norte-americano. Este leito rochoso inclui calcário, dolomita e gesso e, com o tempo, a água subterrânea dissolveu parte dele. Isso formou rachaduras e cavernas, as quais criaram buracos submersos.

O sumidouro submerso da Ilha do Meio, no Lago Huron, é onde a água subterrânea fria, rica em enxofre e pobre em oxigênio, escoa do fundo do lago. Embora a maioria das plantas e animais evitem essa área, os micróbios encontraram um lar nesse ambiente extremo, 24,4 metros abaixo da superfície da água.

As bactérias de cores vivas formam colônias chamadas esteiras microbianas, e são o análogo perfeito para pesquisadores que desejam estudar colônias semelhantes que já existiram na Terra e no fundo do mar bilhões de anos atrás.

Um mergulhador observa os micróbios no Lago Huron
Um mergulhador observa os micróbios roxos, brancos e verdes que cobrem as rochas do Lago Huron
Foto: Phil Hartmeyer/NOAA Thunder Bay National Marine Sanctuary

Hoje, dois tipos de cianobactérias formam colônias concorrentes aqui. Uma é a cianobactéria roxa que produz oxigênio, enquanto a outra é uma bactéria branca que gera energia com a ajuda do enxofre.

As bactérias movidas a enxofre ficam no topo das cianobactérias desde o anoitecer até o amanhecer, o que bloqueia seu acesso à luz solar. Mas assim que o sol surge, a colônia de bactérias do topo se move para baixo e permite que as cianobactérias roxas iniciem o processo fotossintético para produzir oxigênio.

“No entanto, leva algumas horas antes de realmente começarem, há uma longa defasagem pela manhã. As cianobactérias são mais vespertinas do que matutinas, ao que parece”, disse a autora do estudo Judith Klatt, geomicrobiologista do Instituto Max Planck de Microbiologia Marinha, na Alemanha, em um comunicado.

“Percebi que a duração do dia e a liberação de oxigênio das esteiras microbianas estão relacionadas por um conceito muito básico e fundamental: durante dias curtos, há menos tempo para o desenvolvimento de gradientes e, portanto, menos oxigênio pode escapar das esteiras”, disse Klatt.

Lago Huron
Pequenos morros e “dedos” nas esteiras do sumidouro são causados por gases
Foto: Phil Hartmeyer/NOAA Thunder Bay National Marine Sanctuary

Ao modelar a ligação entre a luz solar e a produção de oxigênio, Klatt e seus colegas descobriram que a liberação de oxigênio durante dois dias de 12 horas na Terra primitiva não seria igual à de um dia de 24 horas. As descobertas da equipe mostraram uma ligação direta entre a duração do dia e a quantidade de oxigênio que pode ser liberado por micróbios.

“Falando de forma simples, há menos tempo para o oxigênio sair da esteira em dias mais curtos”, disse Klatt.

Isso sugere que dois grandes saltos de oxigênio na Terra poderiam estar conectados a dias mais longos no planeta, incluindo o Grande Evento de Oxigenação, há mais de 2 bilhões de anos, e o Evento de Oxigenação Neoproterozóico, entre 800 e 540 milhões de anos atrás.

O estudo foi publicado segunda-feira (2) na revista Nature Geoscience.

 

Fonte: CNN

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