quarta-feira, 28 de agosto de 2013

Euriarqueotas

Microorganismos extremófilos que podem ser um dos principais responsáveis pelo aquecimento global.

     Os Euriarqueotas (Euryarchaeota) são um grupo muito vasto de Arqueotas (Archaea) que congrega microorganismos procariontes com biologia e ecologia bastante diversificadas, podendo identificar-se quatro grandes categorias: metanogénicos, hiperhalófilos, hiperacidófilos e hipertermófilos. 
     Os Euriarqueotas metanogénicos são organismos estritamente anaeróbios que vivem enterrados em sedimentos marinhos, no lodo de pântanos, no subsolo, no interior do tubo digestivo de animais e, até, em estações de tratamento de lixos e esgotos. Utilizam hidrogénio e dióxido de carbono como fontes de energia, produzindo e libertando metano. As suas células podem ter formas muito variadas: cocos isolados (Methanococcus) ou em cachos (Methanosarcina), bacinetes (Methanobacterium, Methanobrevibacter), espirilas (Methanospirillum), filamentos (Methanosaeta) e polígonos quadrangulares
Methanosarcina, um euriarqueota metanogénico 
que vive no estômago dos animais ruminantes. 
(Methanoplanus). A maioria das espécies prefere temperaturas médias, mas algumas proliferam em altas temperaturas (Methanothermus).
     A produção de metano por estes seres vivos, estimada em 2 biliões de toneladas por ano, é um dos factores preponderantes no chamado “efeito de estufa” da atmosfera. Cerca de 30% desse metano é produzido por vacas e outros animais ruminantes. A destruição das florestas tropicais e sua substituição por pastagens constitui, assim, um duplo problema, já que em lugar das árvores, grandes consumidoras de dióxido de carbono (o principal gás contribuinte para o efeito de estufa), surgem rebanhos produtores de metano. O gás natural proveniente do subsolo e o biogás produzido em sistemas de tratamento de lixos ou esgotos, são também o resultado da acção destes microorganismos metanogénicos.
Halobacterium salinarium, um dos euriarqueotas
hiperhalófilos que frequentam as salinas.
     Os Euriarqueotas hiperhalófilos vivem em ambientes, naturais ou artificiais,  onde a concentração de sal seja particularmente elevada, desde o Mar Morto até aos tanques de cristalização das nossas salinas, passando por minas de salgema como a de Loulé. Normalmente são microorganismos heterotróficos e aeróbios, com células em forma de cocos (Halococcus) ou bacinetes (Halobacterium). Uma característica excepcional destes arqueotas é a presença de um pigmento (halorodopsina), quimicamente muito semelhante à rodopsina existente na retina do olho humano, e que confere às águas mais concentradas de sal frequentadas por estes seres vivos (em salinas e pântanos salgados) a sua cor avermelhada característica. Este pigmento, distribuído em manchas sobre a membrana citoplasmática das células, permite a esta produzir alguma energia (ATP) directamente a partir da radiação solar, um processo primitivo de fotossíntese.
Thermoplasma acidophilum, 
um microrganismo que vive 
em condições semelhantes 
às do vinagre aquecido.
     Um pequeno grupo de Euriarqueotas distingue-se pela sua resistência a valores de pH extremamente baixos. Picrophilus é mesmo o organismo que detém o recorde de resistência à acidez, prosperando em terrenos vulcânicos no Japão com pH igual ou menor que 0,7 e morrendo quando o pH sobe acima de 4. Thermoplasma acidophilum, alia condições óptimas extremas de temperatura (60ºC) e pH (entre 1 e 2), vivendo em fontes hidrotermais e escórias autoaquecidas de carvão.
     Alguns arqueotas hipertermófilos são também incluídos nos Euriarqueotas, embora a maioria pertença aos Crenarqueotas. Pyrococcus ocorre nas imediações de chaminés vulcânicas submarinas, entre 80 e 100ºC de temperatura, degradando matéria orgânica na ausência de oxigénio. No mesmo tipo de ambiente,  Archaeoglobus vive à custa de sulfatos, produzindo gás sulfídrico. Em explorações profundas de petróleo e gás natural, pode degradar  o próprio aço transformando-o em sulfureto de ferro.

Pyrococcus furiosus, descoberto em sedimentos
da ilha Vulcano (Itália), é capaz de se duplicar
em cerca de 37 minutos.
Archaeoglobus fulgidus
 pode causar processos de corrosão nas tubagens
de explorações petrolíferas profundas.

Bibliografia: Todar, K. (2002) “Major Groups of Prokaryotes” (www.bact.wisc.edu); “Euryarchaeota” (www.earthlife.net); “Euryarchaeota” (http://tolweb.org). 
Fotos: Methanosarcina, Thermoplasma, Archaeoglobus - http://microbewiki.kenyon.edu; Halobacterium - www.hawaii.edu;  Pyrococcus - AJC1 (Flickr / Creative Commons)



Crenarqueotas

Recordistas  de resistência às altas temperaturas, estes microrganismos vivem um pouco por todo o lado.

     Os Crenarqueotas (Crenarchaeota) são um dos dois principais grupos de Arqueotas. Incluem-se aqui microrganismos procariontes com células de tamanhos variados, desde cocos com um diâmetro inferior a 1 μm até filamentos com mais de 100 μm (0,1 mm). A forma das células é também muito diversa: cocos (Staphylothermus), células lobuladas (Sulfolobus), discos (Thermodiscus), filamentos (Thermofilum) e bacinetes (Thermoproteus, Pyrobaculum). A maioria das espécies move-se com auxílio de flagelos. Alguns são seres autotróficos, produzindo matéria orgânica a partir da oxidação de substâncias inorgânicas como o enxofre. Outros são seres heterotróficos que crescem sobre substratos orgânicos e os degradam na presença ou na ausência de oxigénio. Por exemplo, Sulfolobus, habitante comum de nascentes hidrotermais, aí prospera aerobicamente à custa da degradação de açucares.

Sulfolobus solfataricus, um crenarqueota  descoberto 
numa nascente hidrotermal perto de Nápoles.

     A característica mais conhecida  destes microorganismos é, no entanto, a sua qualidade de seres hipertermófilos, o que significa que proliferam em condições de temperatura capazes de matar instantaneamente a maior parte dos outros seres vivos.  Assim, a temperatura óptima para muitos Crenarqueotas varia entre os 75º C e os 105º C, podendo algumas espécies viver até 113º C (Pyrolobus fumarii), temperatura ambiente mais elevada até agora registada para um ser vivo. Diversas espécies adaptaram-se também a ambientes extremamente ácidos (pH entre 1 e 2). A maioria das espécies mais conhecidas vive, assim, em ambientes marinhos ou terrestres situados em zonas vulcânicas, tal como chaminés submarinas e nascentes hidrotermais.
     No entanto, tem vindo a ser detectada a presença de Crenarqueotas em análises correntes de águas oceânicas, de águas doces e de solos, o que leva a supor que este grupo está bem mais amplamente distribuído, nomeadamente em ambientes de temperatura e acidez média ou baixa. É o caso de Nitrosopumilus maritimus, isolado em 2005 a partir de um aquário de água salgada a 28º C.


Bibliografia: “Crenarchaeota” (htttp.//en.wikipedia.org); “Crenarchaeota” (http://tolweb.org). 
Foto: D. Janckovik and W. Zillig (http://web.pdx.edu).