Os caminhos da evolução biológica na Terra guardam respostas para a habitabilidade do universo
Nas margens de uma laguna hipersalina do Rio de Janeiro, cientistas da USP encontraram num organismo aparentemente comum — a bactéria Staphylococcus nepalensis — um espelho inesperado da vida que poderia existir em Marte. A pesquisa, que recria em laboratório os ciclos brutais de salmoura e congelamento do planeta vermelho, sugere que os limites da habitabilidade no universo são muito mais elásticos do que a ciência tradicional supunha. O que a Terra esconde em suas águas extremas pode, afinal, iluminar o que aguarda a humanidade nas profundezas do cosmos.
- A superfície marciana é coberta de percloratos — sais que destroem proteínas e DNA — tornando Marte um ambiente aparentemente inóspito para qualquer forma de vida conhecida.
- Paradoxalmente, esses mesmos sais atraem água da atmosfera e criam bolsões de salmoura líquida em temperaturas que deveriam ser letais, abrindo uma janela improvável para a sobrevivência microbiana.
- Pesquisadores da USP identificaram na laguna Brejo do Espinho, no Rio de Janeiro, uma bactéria que prospera em condições de salinidade extrema e instável — um análogo terrestre surpreendentemente fiel ao ambiente marciano.
- Em laboratório, a equipe submete a Staphylococcus nepalensis a ciclos diários de congelamento e degelo que imitam o verão marciano, mapeando os limites adaptativos do microrganismo e os genes ativados sob estresse extremo.
- Os dados coletados no litoral fluminense já alimentam modelos de habitabilidade extraterrestre e prometem fornecer referenciais práticos para futuras missões de exploração espacial.
Na Região dos Lagos, no litoral do Rio de Janeiro, a laguna Brejo do Espinho parece saída de outro planeta. Rasa e conectada ao oceano por um canal estreito, ela passa por variações drásticas de salinidade conforme as estações: seca severa eleva a concentração de sal acima dos níveis oceânicos; chuvas a derrubam abruptamente. Poucos organismos sobrevivem a essa instabilidade — e é exatamente por isso que pesquisadores do Instituto de Química da USP a escolheram como laboratório natural para investigar a possibilidade de vida em Marte.
Em 2019, a equipe isolou ali amostras de Staphylococcus nepalensis, uma bactéria identificada originalmente em 2003 no Nepal e conhecida por habitar também a saliva de gatos domésticos. Sua presença em águas hipersalinas brasileiras revelou algo inesperado: um organismo com defesas adaptadas a condições que guardam semelhança direta com o ambiente marciano.
Marte é coberto de percloratos — sais com propriedade caotropica, capazes de desorganizar proteínas e DNA. Na Terra, os sais predominantes não causam esse efeito. Em Marte, a destruição molecular é constante. Paradoxalmente, esses mesmos percloratos reduzem o ponto de congelamento e atraem umidade atmosférica, permitindo que pequenos fluxos de salmoura líquida surjam na superfície durante o verão marciano, quando as temperaturas oscilam entre 150 graus negativos nos polos e 20 positivos perto do equador.
Os pesquisadores da USP recriam em laboratório esses ciclos extremos, expondo a bactéria fluminense a salmouras que congelam à noite e derretem durante o dia. Cada ciclo testa os limites adaptativos do microrganismo. Paralelamente, a equipe investiga quais genes são ativados sob estresse químico e térmico, e estuda a capacidade da bactéria de realizar transferência horizontal de genes — mecanismo que acelera a adaptação biológica sob pressões seletivas intensas.
O trabalho integra dados ambientais da laguna carioca com modelos climáticos extraterrestres, sugerindo que as fronteiras para a existência de vida em Marte — e em outros corpos celestes — podem ser muito mais amplas do que se imaginava. Para futuras missões espaciais, esses dados oferecem referenciais práticos indispensáveis, e confirmam que as respostas sobre a habitabilidade do universo podem estar escondidas nas águas extremas da própria Terra.
Na Região dos Lagos, no litoral do Rio de Janeiro, existe um corpo de água que parece saído de outro planeta. A laguna Brejo do Espinho é rasa — em média entre dois centímetros e dois metros de profundidade — e conectada ao oceano por um canal estreito. Mas o que a torna notável não é seu tamanho, e sim sua química brutal. Dependendo da estação, a salinidade sobe e desce de forma tão drástica que poucos organismos conseguem sobreviver ali. Justamente por isso, pesquisadores da Universidade de São Paulo a escolheram como laboratório natural para entender como a vida poderia existir em Marte.
Em 2019, cientistas do Laboratório de Astrobiologia do Instituto de Química da USP isolaram amostras de uma bactéria chamada Staphylococcus nepalensis nessa laguna. A espécie não é nova — foi identificada originalmente em 2003 no trato digestivo de cabras no Nepal e também habita a saliva de gatos domésticos. Mas sua presença em águas hipersalinas brasileiras revelou algo inesperado: um organismo que poderia servir como chave para decifrar os mistérios do planeta vermelho. Os pesquisadores perceberam que essa bactéria desenvolveu defesas contra condições tão extremas que guardam semelhança com o que se encontra em Marte.
A superfície marciana é um lugar hostil à vida tal como a conhecemos. Dados coletados pela missão Phoenix em 2008 mostraram que Marte está coberto de percloratos — sais de cálcio, magnésio e sódio que possuem uma propriedade química chamada caotropicidade. Em termos simples, esses sais desorganizam proteínas e DNA, quebrando as estruturas tridimensionais que permitem que as moléculas funcionem. Na Terra, os sais predominantes não fazem isso. Mas em Marte, essa destruição molecular é constante. Paradoxalmente, esses mesmos percloratos também atraem água da atmosfera e reduzem o ponto de congelamento, permitindo que água líquida exista em condições que deveriam ser impossíveis — pequenos fluxos de salmoura que surgem na superfície durante períodos curtos do verão marciano, quando as temperaturas oscilam entre 150 graus negativos nos polos e 20 graus positivos perto do equador.
A laguna Brejo do Espinho oferece um análogo terrestre perfeito para esse cenário. Durante períodos de seca, a evaporação severa eleva a concentração de sal acima dos níveis do oceano. Quando chove, a salinidade cai abruptamente. Essa instabilidade sazonal funciona como uma barreira seletiva que poucos seres vivos conseguem atravessar. A Staphylococcus nepalensis não apenas sobrevive ali — ela prospera. Os pesquisadores da USP agora recriam em laboratório as mudanças diárias do verão marciano, expondo a bactéria aos ciclos das salmouras intermitentes que congelam durante a noite e derretem durante o dia. Cada ciclo testa os limites adaptativos do microrganismo fluminense, mapeando se as defesas que desenvolveu ao longo de gerações na laguna brasileira forneceriam a flexibilidade necessária para tolerar os estressores do espaço.
Além de estudar como a bactéria resiste a essas flutuações extremas, a equipe investiga sua estrutura genética. Buscam identificar quais genes são ativados sob estresse químico e térmico, e também mapeiam a capacidade da Staphylococcus nepalensis de realizar transferência horizontal de genes — um processo em que organismos compartilham material genético dentro da mesma geração, acelerando a adaptação biológica sob pressões seletivas fortes. Compreender esse mecanismo ajuda a desvendar os caminhos evolutivos universais que orientariam colônias microbianas no espaço.
O trabalho dos pesquisadores brasileiros expande as fronteiras da ciência planetária ao integrar dados ambientais coletados na laguna fluminense com modelos climáticos extraterrestres. As evidências sugerem que as fronteiras para a existência de vida em Marte e em outros corpos celestes podem ser muito mais amplas do que as teorias tradicionais supunham. A capacidade celular de superar a caotropicidade e os ciclos severos de congelamento indica que os caminhos da evolução biológica na Terra guardam respostas fundamentais para decifrar a habitabilidade do universo. Para futuras missões de exploração espacial, esses dados oferecem referenciais práticos indispensáveis.
Notable Quotes
A capacidade celular de superar a caotropicidade e os ciclos severos de congelamento indica que os caminhos da evolução biológica na Terra guardam as respostas fundamentais para decifrar a habitabilidade do universo— Pesquisadores do Laboratório de Astrobiologia da USP
The Hearth Conversation Another angle on the story
Por que uma bactéria encontrada em uma lagoa do Rio de Janeiro nos diz algo sobre Marte?
Porque a lagoa é um lugar tão hostil quanto Marte. A salinidade muda drasticamente com as estações, o que mata quase tudo. A bactéria que sobrevive ali desenvolveu defesas que funcionam contra exatamente o tipo de química tóxica que existe em Marte.
Mas Marte é um deserto congelado. Como uma bactéria de água salgada quente ajuda?
Marte tem água líquida, mas apenas em pequenas quantidades e apenas durante o verão, em salmouras hipersalinas que congelam à noite. A lagoa brasileira congela e descongela com as estações. Os ciclos são diferentes, mas o estresse é semelhante — a bactéria aprende a lidar com mudanças extremas.
E se a bactéria não conseguir sobreviver aos testes?
Então saberemos que a vida em Marte é menos provável do que pensávamos. Mas se conseguir, isso expande enormemente as possibilidades. Significa que os mecanismos de sobrevivência que evoluíram na Terra podem funcionar em outros mundos.
Qual é o maior obstáculo que a bactéria enfrenta em Marte?
Os percloratos. São sais que destroem proteínas e DNA. Na Terra, nossos sais não fazem isso. Em Marte, eles fazem. A bactéria precisa ter defesas contra essa destruição molecular contínua.
Os pesquisadores estão descobrindo genes novos?
Estão mapeando quais genes já existem e como são ativados sob estresse. Também estudam como a bactéria compartilha genes com outras espécies — um processo que acelera a adaptação. Isso nos diz como a vida poderia evoluir rapidamente em ambientes hostis.
Isso muda o que sabemos sobre a possibilidade de vida extraterrestre?
Sim. Sugere que as fronteiras para a vida podem ser muito mais amplas do que supunham. Se uma bactéria da Terra consegue lidar com condições marcianas em laboratório, talvez a vida microscópica seja mais comum no universo do que imaginávamos.