Alexander Loy
Concreções de óxido de ferro (III) encontradas numa praia
Uma equipa de investigadores da Universidade de Viena descobriu que o metabolismo de um micro-organismo que respira rochas lhe permite oxidar sulfuretos tóxicos e reduzir minerais de ferro para obter energia.
Segundo um novo estudo, as chamadas “bactérias MISO” transformam o perigoso sulfureto de hidrogénio em sulfatos, ajudando assim a travar a expansão das zonas mortas sem oxigénio nos oceanos e zonas húmidas do planeta.
O estudo, conduzido por uma equipa internacional de cientistas, liderada por microbiologistas da Universidade de Viena, e publicado na quarta-feira na revista Nature, sugere que estes organismos podem ser responsáveis por até 7% da remoção global de sulfuretos existente em sedimentos marinhos.
Os investigadores verificaram que a reação entre o sulfureto de hidrogénio tóxico e os minerais sólidos de ferro não é apenas um processo químico, mas também um processo biológico até agora desconhecido, no qual microrganismos versáteis em sedimentos marinhos e zonas húmidas terrestres removem o sulfureto tóxico e o utilizam para crescer.
Estas bactérias poderão impedir a expansão das chamadas “zonas mortas” sem oxigénio em ambientes aquáticos, dizem os autores do estudo.
Os ciclos biogeoquímicos do carbono, azoto, enxofre e ferro descrevem como estes elementos se transformam através de reações de redução e oxidação (reações redox) e como circulam entre a atmosfera, a água, o solo, as rochas e os organismos vivos.
Estes ciclos estão intimamente ligados ao clima da Terra, uma vez que regulam o fluxo de gases com efeito de estufa e influenciam o equilíbrio térmico do planeta.
Os microrganismos estão no centro de praticamente todas as etapas destas transformações redox, usando compostos como enxofre e ferro para a respiração, de forma semelhante à forma como os seres humanos usam o oxigénio para metabolizar os alimentos.
O enxofre e o ferro são particularmente vitais para a vida microbiana em ambientes sem oxigénio, como o fundo oceânico ou zonas húmidas.
O enxofre existe em várias formas — como gás na atmosfera, como sulfato nos oceanos ou integrado em minerais das rochas. De modo semelhante, o ferro pode transitar entre diferentes formas consoante a presença de oxigénio.
Quando os microrganismos metabolizam o enxofre, alteram simultaneamente a forma do ferro — e vice-versa, explica o Phys.
Este acoplamento dos ciclos do enxofre e do ferro tem implicações profundas, influenciando a disponibilidade de nutrientes e a produção ou decomposição de gases com efeito de estufa como o dióxido de carbono e o metano.
Compreender estes ciclos interligados é fundamental para prever como os ecossistemas reagem à poluição, às alterações climáticas e a outras atividades humanas.
Respirar minerais de ferro para desintoxicar sulfureto
A atividade de microrganismos especializados em ambientes sem oxigénio, como sedimentos marinhos, zonas húmidas e aquíferos de água doce, produz sulfureto de hidrogénio — um gás tóxico com um cheiro característico a ovos podres.
A interação entre o sulfureto e minerais sólidos de óxido de ferro (III), como o ferro enferrujado, desempenha um papel essencial no controlo das concentrações de sulfureto.
Até agora, os modelos biogeoquímicos tratavam esta reação como puramente abiótica, resultando principalmente na formação de enxofre elementar e de monossulfureto de ferro (FeS), um mineral negro responsável, por exemplo, pela coloração escura dos sedimentos de praia em condições de baixo oxigénio.
“Mostramos que esta reação redox, tão importante para o ambiente, não é exclusivamente química”, explica Alexander Loy, investigador da Universidade de Viena e autor principal do estudo. “Os microrganismos também a conseguem aproveitar para o seu crescimento”.
O metabolismo energético microbiano agora descoberto, designado MISO, associa a redução do óxido de ferro (III) à oxidação do sulfureto. Ao contrário da reação química, o MISO produz diretamente sulfato, contornando etapas intermédias do ciclo do enxofre.
“As bactérias MISO removem o sulfureto tóxico e podem ajudar a evitar a expansão das chamadas ‘zonas mortas’ em ambientes aquáticos, ao mesmo tempo que fixam dióxido de carbono para crescer — de forma semelhante às plantas”, acrescenta Marc Mussmann, também investigador da Universidade de Viena e co-autor do estudo.
“Esta descoberta demonstra a engenhosidade metabólica dos microrganismos e sublinha o seu papel indispensável na modelação dos ciclos globais dos elementos na Terra”, conclui Loy.
