Arqueia, os microrganismos com o enigma do nosso futuro energético

As arqueias são um grande grupo de microrganismos unicelulares em grande parte desconhecidos do público leigo. Capazes de sobreviver além de temperaturas de ebulição ou congelamento, seus restos fósseis são tão antigos que constituem um registro dos estertores da vida em nosso planeta, entre 3,77 e 4,28 bilhões de anos. A arqueia permanece pouco compreendida. Ampliar nossas informações sobre ela é fundamental para preencher lacunas importantes sobre a evolução, mas, além disso, as particularidades desses seres microscópicos podem ser um caminho para nossa própria espécie rumo a um futuro com zero emissões de carbono.

Dos quase nove milhões de espécies existentes na Terra, os pesquisadores até agora só descobriram e classificaram uma pequena minoria. Contudo, é útil utilizar uma divisão mínima dos seres vivos em três "domínios" ou grandes categorias.

Eucariotas são o que normalmente identificamos como formas de vida e incluem animais, plantas e fungos, todos com células contendo um núcleo e organelas rodeadas por membranas. Em contraste, tanto as bactérias como as arqueias não possuem estes tipos de estruturas ou são "procariontes". Embora muito semelhantes ao microscópio, suas diferenças podem ser tantas quanto as nossas.

É de incrível interesse compreender melhor estas formas de vida raras como forma de levar a biologia de volta às suas origens. Por exemplo, os primeiros eucariontes provavelmente foram formados por "endossimbiose" ou pela fusão de uma antiga espécie de arqueia com uma célula bacteriana através da troca de hidrogênio.

E os pesquisadores sustentaram que uma particularidade das arqueia era a sua incapacidade de produzir "hidrogenases" ou enzimas que utilizam hidrogênio. No entanto, um estudo de 2024, não só nega esta informação, como também assegura que estes microrganismos consumiram e produziram este elemento durante dois bilhões de anos, algo por trás do seu sucesso em sobreviver em locais inóspitos.

O estudo da Universidade Monash, Austrália, "Hidrogenases mínimas e híbridas estão ativas na arqueia", publicado pela revista Cell, afirma a descoberta de enzimas produtoras de hidrogênio após um exame cuidadoso do genoma de milhares de arqueias. Os pesquisadores conseguiram criar essas enzimas em laboratório, descobrindo também que algumas eram capazes de produzir uma enzima conhecida como [FeFe]-hidrogenase.

De acordo com Chris Greening, membro do estudo, esta nova informação pode ter grandes implicações, pois pode ser usada pela bioengenharia para explorar formas eficientes de usar o hidrogênio como fonte de energia verde:

- "Atualmente, a indústria utiliza catalisadores químicos valiosos para utilizar o hidrogênio", disse Chris. - "No entanto, sabemos pela natureza que os catalisadores biológicos podem funcionar de forma muito eficiente e robusta. Podemos usá-los para melhorar a forma como usamos o hidrogênio?"

Para Bob Leung, outro membro do estudo, saber mais sobre uma das mais antigas formas de existência conhecidas poderia não só revelar algo sobre a nossa origem biológica mais remota, mas também sobre o nosso horizonte de sobrevivência, procurando tornar-nos sociedades e economias que possam usar o hidrogênio para um futuro sustentável:

- "Os humanos só recentemente começaram a pensar em usar o hidrogênio como fonte de energia, mas as arqueias já fazem isso há bilhões de anos.", disse Bob. - "Os biotecnologistas têm agora a oportunidade de se inspirar nestas arqueias."

É engraçado como pensar em algo tão pequeno é pensar grande, e como o nosso começo pode ser convertido de certa forma no nosso futuro.

Durante grande parte do século XX, os procariontes foram considerados um único grupo de organismos e classificados com base em sua bioquímica, morfologia e metabolismo. Os microbiologistas tentaram classificar os microrganismos com base nas estruturas de suas paredes celulares, suas formas e as substâncias que consomem. Em 1965, Emile Zuckerkandl e Linus Pauling propuseram usar as sequências dos genes em diferentes procariontes para descobrir como eles estão relacionados entre si. Essa abordagem filogenética é o principal método usado hoje.

As arqueias foram classificadas separadamente das bactérias pela primeira vez em 1977 por Carl Woese e George E. Fox, com base em seus genes de RNA ribossômico. Naquela época, apenas os metanogênicos eram conhecidos. Eles chamaram esses grupos de Reinos de Arqueobactérias e Eubactérias, embora outros pesquisadores os tratassem como reinos ou sub-reinos.

Carl, Otto Kandler e Mark Wheelis propuseram posteriormente a reclassificação dos organismos em três domínios naturais conhecidos como o sistema de três domínios: os Eucariontes, as Bactérias e as arqueias, no que hoje é conhecido como a Revolução Woesiana.