O tamanho realmente não importa. Partículas invisíveis de bactérias têm o poder de colocar a humanidade em extinção. Enquanto isso, de forma pacífica e com as pragas à parte, os cientistas têm um novo caso de amor com os minúsculos organismos.
Muitos estudos recentes descobriram que as bactérias têm um talento estranho para produzir energia limpa, ouro e mistérios quânticos. Mas isso não é tudo. Eles aparecem em lugares perturbadores, fazem o inesperado e são adaptáveis o suficiente para se fundirem com a tecnologia e viverem.
10 Nova fonte de alimento oceânico
Um estudo de 2018 sobre bactérias do fundo do mar produziu surpresas inesperadas. Encontradas na Zona de Fratura Clarion-Clipperton (CCFZ), as criaturas viviam a cerca de 4.000 metros (13.000 pés) de profundidade. Nessa profundidade, acreditava-se que o único alimento disponível vinha do que quer que chovesse no fundo do mar – peixes mortos, plâncton e outras matérias orgânicas.
Ao contrário do que os cientistas descobriram no Oceano Atlântico Norte, as bactérias nesta parte do leste do Oceano Pacífico foram o principal grupo que consumiu esta chuva e não os animais que vivem no fundo. As bactérias também absorveram grandes quantidades de dióxido de carbono na sua biomassa, utilizando um processo que os cientistas ainda não compreendem.
Por mais surpreendente que tenha sido essa descoberta em particular, as implicações foram além das estranhas funções corporais. Esta biomassa é provavelmente alimento para a vida marinha profunda, onde não se pensava que existissem fontes adicionais.
Surpreendentemente, isto significa que o CO2 prejudicial é removido e transformado em alimento. Os cálculos determinaram que as bactérias poderiam percorrer toda a região da CCFZ e possivelmente reciclar 200 milhões de toneladas de CO 2 por ano. [1]
9 Fonte de energia limpa
O esgoto doméstico e as águas residuais de plantas industriais são ricas fontes de energia . Eles contêm os compostos orgânicos necessários para produzir energia limpa. No entanto, ninguém conseguiu encontrar um método de extração que fosse eficaz e barato. Digite bactérias roxas.
Em 2018, os organismos fototrópicos, que extraem energia da luz, foram utilizados pela primeira vez para reciclar resíduos. Ao contrário das estações de tratamento de água , as bactérias funcionavam com luz, não tinham emissões de carbono e também eram acessíveis.
Esta biorrefinaria amiga do ambiente recupera perto de 100 por cento do carbono, independentemente do tipo de resíduo orgânico. Além disso, o processo cria gás hidrogênio, perfeito para necessidades de eletricidade.
O segredo era o metabolismo da bactéria. Primeiro, utilizam moléculas orgânicas e não CO 2 e H 2 O. Isso torna os resíduos orgânicos uma fonte perfeita para “alimentar-se”. Carbono, nitrogênio e elétrons são todos extraídos para a fotossíntese.
Os subprodutos variaram, mas foram produzidos proteínas, gás hidrogênio e poliéster biodegradável. Os pesquisadores também descobriram uma maneira de acelerar o ciclo de alimentação enviando uma corrente elétrica através das bactérias roxas, que são organismos cheios de elétrons metabólicos. [2]
8 O Titânico A desgraça
O infame RMS Titanic afundou em 1912. Ela permaneceu desaparecida por mais de 70 anos até que os destroços foram encontrados 530 quilômetros (329 milhas) a sudeste de Newfoundland, Canadá.
Em 2010, uma expedição voltou à superfície com um vírus desanimador. Enquanto investigavam o Titanic , os pesquisadores descobriram uma nova espécie de bactéria. Halomonas titanicae foi batizada em homenagem ao navio , um movimento irônico, já que a bactéria estava consumindo o Titanic .
H. titanicae adora ferrugem. Isso é basicamente o que o navio está fazendo, enferrujando por toda parte e proporcionando aos minúsculos destruidores de metal o bufê da sua vida.
O frágil ícone repousa no fundo do mar, a mais de 3,8 quilómetros (2,4 milhas) abaixo da superfície, e não pode ser trazido de volta à superfície. A rápida desintegração também torna a preservação uma tarefa impossível.
O lado positivo é que o apetite insaciável da nova bactéria pela ferrugem pode ser usado para eliminar navios indesejados e estruturas oceânicas, como plataformas de petróleo, bem como para desenvolver revestimentos antibacterianos para equipamentos de trabalho. Infelizmente, os cientistas estimam que o Titanic poderá desaparecer em cerca de 20 anos. [3]
7 Bactérias cerebrais
O cérebro é considerado um órgão estéril. Os médicos sabem que quando as bactérias aparecem entre as dobras e os neurônios, é um sinal de doença. Em 2018, os cientistas examinaram 34 amostras de cérebro. O objetivo original era comparar o cérebro de pacientes com esquizofrenia com o de pessoas que nunca sofreram dessa doença.
Em vez disso, as imagens de alta resolução mostravam bastões misteriosos por toda parte. Esta descoberta acidental acabou sendo uma bactéria. Se os organismos fossem de alguma forma nativos do cérebro, o livro sobre neurologia seria queimado.
Os pesquisadores tiveram que se certificar de que os cérebros estavam saudáveis e, posteriormente, não encontraram nenhum sinal de doença bacteriana. Isso deixou a possibilidade de contaminação post-mortem. Seguiram-se testes em cérebros de ratos não contaminados, que revelaram que as bactérias se agrupavam nas mesmas regiões encontradas nas amostras humanas. [4]
A análise do DNA forneceu uma pista sólida: os micróbios eram Firmicutes, Proteobacteria e Bacteroidetes, tipos normalmente encontrados no intestino humano. A ligação intestino-cérebro é bem conhecida pela ciência, mas nunca antes foi feita uma ligação tão direta. Mesmo assim, o propósito das bactérias cerebrais permanece um enigma .
6 Batalhas épicas de nariz
Dentro do nariz dos camundongos vive uma bactéria chamada Streptococcus pneumoniae . Na maioria das vezes, os insetos são inofensivos, mas podem desencadear pneumonia e meningite fatais (uma ação que também mata as bactérias).
Para entender por que a S. pneumoniae cometeria suicídio , os cientistas examinaram as passagens nasais dos ratos e descobriram que esta bactéria não era a única espécie que adorava o ambiente úmido. Às vezes, o Haemophilus influenzae tenta se intrometer. As duas espécies se odeiam e, no momento em que se encontram, irrompe uma guerra.
H. influenzae sequestra o sistema imunológico do hospedeiro para atacar seu oponente com glóbulos brancos. Essa estratégia é tão brilhante que o S. pneumoniae às vezes é completamente removido do nariz. Porém, quando este último revida, as coisas dão errado para o anfitrião.
S. pneumoniae tem uma casca açucarada, uma armadura que existe em 90 variedades. Os tipos mais fortes podem combater os glóbulos brancos, invadir o sistema imunológico e os tecidos do corpo e, por fim, causar doenças. Com toda a probabilidade, o nariz humano tem rivalidades semelhantes, o que significa que a maioria das doenças não são ataques à pessoa, mas um efeito secundário desagradável de bactérias que tentam destruir-se umas às outras. [5]
5 Cogumelos Elétricos
Em 2018, um laboratório de Nova Jersey quis criar uma fonte de energia renovável . Os cientistas voltaram sua atenção para o cogumelo comum, um fungo abundante. Outros ingredientes incluíam cianobactérias e átomos de carbono. Este último formou eletrodos feitos de finas folhas de nanofitas de grafeno (GNRs).
Os cogumelos, organismos e átomos não foram escolhidos aleatoriamente. As bactérias criam energia fotossintética e os GNRs conduzem correntes elétricas. Os cogumelos proporcionaram um ambiente natural para as bactérias, incluindo umidade e nutrientes, algo que nenhuma superfície artificial poderia igualar. Para criar esta relação simbiótica, a impressão 3D foi usada para incorporar os GNRs e as bactérias no cogumelo. [6]
A experiência foi bem sucedida. Os diferentes padrões dos átomos de carbono e das bactérias permitiram que os dois interagissem como uma rede estável. Quando a luz incidiu sobre o cogumelo, os organismos geraram uma corrente elétrica que foi conduzida pelos GNRs até os fios que esperavam para colher a eletricidade.
No momento, os cogumelos só conseguem produzir uma corrente fraca. Os ajustes futuros, no entanto, prometem fungos biônicos que são poderosos, abundantes e uma fonte verde de energia.
4 Aumento do risco de peste
A peste bubônica foi tão devastadora que a história acabaria por chamá-la de Peste Negra . Ao longo dos séculos XIV e XV, as bactérias mortais mataram até 200 milhões de pessoas na Europa.
Hoje, os estudiosos estão cada vez mais preocupados com a possibilidade de o aquecimento global causar outro surto. Isso não é tão louco quanto parece. O permafrost abriga bactérias indefinidamente, incluindo algumas das piores doenças do planeta. Quando os patógenos congelados descongelam, eles são liberados no meio ambiente com efeitos mortais.
Isto tornou-se uma realidade trágica em 2016, quando o derretimento do gelo libertou antraz na Sibéria . O evento infectou mais de 40 pessoas, matou uma criança e exterminou 1.500 renas. O Acordo de Paris, uma iniciativa ambiental internacional, prometeu manter o aumento da temperatura mundial abaixo de 1,5 graus Celsius (2,7 °F). No entanto, alguns cientistas acreditam que o acordo não pode ser honrado.
As implicações são assustadoras. Quando a Peste Negra começou na década de 1340, o calor mundial experimentou um aumento de 1,5 graus Celsius (2,7 ° F), o que causou o florescimento da bactéria letal Yersinia pestis . Se isto acontecer novamente, o abrandamento do permafrost poderá libertar pandemias globais – e não apenas a Peste Negra. [7]
3 Tatuagens Vivas
Em 2017, o MIT escolheu células bacterianas para um projeto de impressão 3D. Isso levou a uma das invenções mais intrigantes que já envolveu bactérias – tatuagens vivas . O resultado lembrava a imagem adesiva de uma árvore ou as linhas ramificadas de caminhos eletrônicos.
As células bacterianas foram escolhidas porque eram mais resistentes que as dos mamíferos e podiam sobreviver ao processo de impressão. Acontece que também eram compatíveis com hidrogéis, um dos elementos necessários para fazer a tatuagem.
Primeiro, as bactérias foram projetadas para se transformarem em diferentes cores fluorescentes. O próximo passo foi desenvolver uma tinta que contivesse hidrogel, células e nutrientes para mantê-las vivas. O fluido era delicado o suficiente para ser usado em impressões de alta resolução de 0,03 milímetros. Os pesquisadores desenharam o padrão da árvore em elastômero. Em seguida, o lençol foi colocado sobre a pele de um voluntário previamente tratada com produtos químicos. [8]
Tal como foram projetadas para fazer, as bactérias acenderam-se e tornaram-se visíveis assim que entraram em contacto com os compostos. Uma esperança muito distante é um dia produzir adesivos que liberem medicamentos (como glicose) no corpo do paciente durante um período de tempo.
2 Eles produzem ouro maciço
Cupriavidus metallidurans é uma espécie bizarra. Ele come metais tóxicos e faz cocô de ouro . Descoberto em 2009, os cientistas tiveram que esperar até 2018 para resolver este enigma da alquimia.
Ao contrário da maioria dos outros organismos biológicos, o C. metallidurans prospera em solos repletos de metais pesados venenosos . Duas membranas envolvem as bactérias. No meio existe um espaço chamado periplasma e funciona como uma câmara de desintoxicação.
Normalmente, o periplasma armazena o excesso de cobre. Esse metal é necessário para o processo de alimentação da bactéria, mas muito pode matá-la. O estudo recente descobriu que uma enzima especial (CupA) relegou com segurança o cobre desnecessário para o periplasma.
O ouro é um perigo pior. Quando as bactérias entram em contato com íons de ouro, uma versão instável do metal precioso, correm o risco de sofrer sérios danos. Os íons podem perturbar o sistema de desintoxicação do cobre.
Notavelmente, os investigadores descobriram que as bactérias desenvolveram uma segunda enzima (CopA) para lidar com isto. CopA transforma os íons em um metal estável dentro do periplasma. Uma vez preenchido, a membrana externa se rompe e pequenas pepitas de ouro são liberadas, às vezes do tamanho de grãos de areia. [9]
1 Eles tocam o mundo quântico
Em 2018, os cientistas queriam saber onde terminava o mundo quântico e começava o mundo “real”. A física quântica governa coisas infinitamente pequenas, como partículas. O resto, como humanos e bactérias, pertence ao outro lado.
Na maior parte, acredita-se que os efeitos quânticos se reduzem a nada à medida que passam para o mundo maior. Para provar que não era esse o caso, os investigadores analisaram novamente uma experiência realizada em 2016 na Universidade de Sheffield.
Durante o teste, as bactérias foram colocadas dentro de uma sala de espelhos e submetidas a uma frequência de luz especial. Apenas alguns organismos mostraram efeitos quânticos, exibindo uma conexão limitada entre as suas moléculas fotossintéticas e os elétrons da luz. Este estado é conhecido como acoplamento quântico.
De acordo com a revisão de 2018, a bactéria poderia ter se saído muito melhor do que o sugerido pelo estudo de Sheffield. Novas experiências produziram resultados positivos para o emaranhamento, um importante efeito quântico nunca antes visto em criaturas vivas. [10]
Emaranhamento é a habilidade misteriosa compartilhada por duas entidades quando elas ligam seus estados apesar de estarem separadas por distâncias incríveis. Uma possibilidade interessante é que as bactérias tenham evoluído para se misturar com o mundo quântico e colher benefícios desconhecidos.
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