Texto de autoria de
Natália Marques Vieira
Pós-Graduação Interunidades em Biotecnologia, Universidade de São Paulo, Brasil
O que são as cianobactérias e como elas estão presentes em nossas vidas? E o que elas têm a ver com Astrobiologia?
Se você está neste blog, é provável que já tenha ouvido falar sobre os extremófilos, os protagonistas da Astrobiologia. Mas talvez não tenha ouvido tanto sobre uns dos organismos mais antigos do planeta e que, até hoje, se encontra presente em ambientes improváveis: as cianobactérias.
As cianobactérias são conhecidas popularmente como “algas azuis”, mas não são nem algas e nem exatamente bactérias. Por conta de sua estrutura celular, elas fazem parte da mesma classificação que as bactérias, os procariotos, mas apresentam metabolismo similar às algas, por isso a confusão. Assim como algas e plantas (eucariotos que fazem fotossíntese) as cianobactérias realizam esse mesmo processo para sua sobrevivência e de forma similar: liberando oxigênio na atmosfera.
Para a fotossíntese, além da clorofila, responsável pela cor verde, as cianobactérias utilizam outro pigmento, as ficobiliproteínas. Elas dão a cor azul que, combinada ao verde, gera o tom ciano, por isso o nome.
Evidências científicas mostram que as cianobactérias surgiram cerca de 2,6 - 3,8 bilhões de anos atrás (a Terra tem aproximadamente 4,56 bilhões de anos), o que as tornam organismos muito antigos e talvez os pioneiros da fotossíntese. Por isso, são consideradas as responsáveis por um dos maiores eventos de extinção em massa do planeta: o Grande Evento de Oxigenação. Aparentemente, a Terra não estava tão preparada para a grande produção de oxigênio que viria com as cianobactérias.
Além da morte de espécies de microrganismos anaeróbicos (não utilizam oxigênio), a crescente concentração de oxigênio levou à remoção de gases estufa da atmosfera. Isso resfriou o planeta a ponto de ficar coberto por gelo, eliminando grande parte dos organismos que não eram resistentes às baixas temperaturas. Mas, por mais que pareça, as cianobactérias não são vilãs. Após esse evento aparentemente catastrófico, os organismos resistentes às novas condições puderam se adaptar e o planeta foi gradualmente se transformando até ser o que é hoje. Atualmente, as cianobactérias são responsáveis por cerca de 20-30% da produção global de oxigênio.
Porém, a importância desses organismos não para por aí.
As cianobactérias são encontradas em uma série de ambientes e condições diferentes. Podem estar presentes em meios terrestres, marinhos e de água doce. Alguns ambientes em que elas se encontram podem, ainda, ser considerados extremos, como lagos hipersalinos e alcalinos, ambientes de alta concentração de metais tóxicos, elevada acidez e até locais com pouca luz.
Algumas espécies estão presentes em locais de elevadas temperaturas (até 73°C), como desertos quentes. Outras, em ambientes muito frios, com temperaturas até abaixo de 0°C, como desertos frios e regiões cobertas de gelo. Em desertos, as cianobactérias precisam tolerar não apenas temperaturas extremas, mas também pouca água, intensa radiação solar e longos períodos de dessecação.
Muitas espécies de cianobactérias podem, então, ser consideradas extremófilas.
Com isso, você já pode perceber o quão interessante as cianobactérias são. Mas isso é só a ponta do iceberg. As cianobactérias também apresentam um elevado potencial biotecnológico, gerando produtos e tecnologias nas nossas vidas cotidianas de várias formas:
- Saúde: podem ter uso medicinal por apresentar atividades antimicrobianas, antifúngicas, antitumorais, anti-inflamatórias, imunossupressoras, antivirais, antiprotozoárias e anticoagulantes.
- Alimentação: são ricas em nutrientes como carboidratos, proteínas, vitaminas e minerais. Elas podem ser consumidas como suplementos na forma de cápsulas, pó, flocos, comprimidos e xaropes. A mais conhecida para esse propósito é a Spirulina, rica inclusive em vitamina B12. As ficobiliproteínas são usadas na coloração de alimentos e são a principal fonte do pigmento azul na indústria. São utilizadas em sorvetes, gomas de mascar, refrigerantes, balas, laticínios, geleias e confeitaria.
- Agricultura: algumas espécies são utilizadas como biofertilizantes, que melhoram o solo e promovem a saúde das plantas.
- Biocombustíveis: podem apresentar menores períodos de crescimento, elevada produção de óleo e maior eficiência fotossintética se comparada a plantações de cana e milho.
- Biorremediação: as cianobactérias podem ser utilizadas na limpeza de ambientes poluídos por resíduos tóxicos industriais.
- Cosméticos: as ficobiliproteínas, além de utilizadas em alimentos, também podem ser aplicadas na coloração de produtos de beleza. Outros produtos gerados por cianobactérias podem ser utilizados em hidratantes e em protetores solares.
- Bioplásticos: algumas cianobactérias geram polímeros que podem ser utilizados na produção de plásticos biodegradáveis.
Juntando, então, esse tanto de aplicação com o fato de estarem presentes em ambientes diversos, inclusive extremos, vemos o grande potencial que as cianobactérias têm na Astrobiologia. Alguns dos ambientes extremos em que elas se encontram são considerados análogos a planetas e luas gelados, importantes na exploração espacial e muito estudados na procura por vida extraterrestre (microrganismos!).
Marte, por exemplo, um planeta deserto, frio que recebe grande quantidade de radiação nociva é um dos grandes candidatos à futura colonização humana. Talvez, cianobactérias que vivem em locais relativamente semelhantes ao ambiente marciano, como no deserto do Atacama (Chile), possam ser escolhidas para uma futura viagem espacial. Pode ser que elas sobrevivam em Marte e, com um pouco de tecnologia, gerem produtos interessantes para mulheres e homens do futuro que queiram se aventurar por lá.
Por exemplo, as cianobactérias poderiam ser utilizadas para gerar alimentos, biocombustíveis, medicamentos e produtos industriais. E, também, alterar o solo e a atmosfera marcianos para melhorar a disponibilidade de nutrientes para que plantas e outros organismos possam se desenvolver.
Em missões espaciais, é de grande interesse reduzir o peso no transporte, já que isso gera altos custos. Em uma missão longa e tripulada, a geração de produtos, como combustíveis e alimentos no local de destino reduziria as despesas, ainda mais considerando uma missão que envolva o retorno para a Terra.
Porém, não é necessário ir tão longe. As cianobactérias, com todo esse potencial e com as tecnologias desenvolvidas com fins espaciais, também podem ser utilizadas no nosso próprio planeta, gerando benefícios econômicos e ecológicos. Poderíamos, por exemplo, aplicar esses organismos em ambientes inóspitos da Terra, que podem ter recursos importantes e pouco explorados por nós, mas que, com a ajuda das cianobactérias, podem se tornar disponíveis.
Com tudo isso , vemos que as cianobactérias sempre estiveram ao nosso redor, gerando contribuições importantes desde que surgiram. E elas não pararam. Ainda prometem ser essenciais para o futuro da humanidade de formas muito diversas.
