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Os organismos extremófilos são organismos capazes de viver em condições consideradas extremas para os seres humanos. Os que vivem e se reproduzem em ambientes de elevada temperatura (superiores a 55ºC), como as fontes termais, são designados termófilos; em ambientes frios, psicrófilos, em ambientes com valores extremos de pH, muito ácidos, acidófilos, muito básicos, alcalófilos; em ambientes de grande salinidade, halófilos. Podem ser encontrados em ambientes terrestres específicos, nomeadamente nas fontes hidrotermais de regiões com atividade vulcânica, nos lagos de elevada salinidade ou charcos de água do mar onde, sob o efeito do Sol, ocorre evaporação de água, nascentes termais ou ainda em alimentos conservados em sal, fornos industriais, etc. (Oliveira, 2006). As nascentes termais são nascentes em que a água que dela emerge é aquecida pelo calor dissipado nas regiões vulcânicas ou pelo aumento da temperatura com a profundidade. Considera-se água termal a água de origem subterrânea cuja temperatura de emergência excede os 20ºC. Devido às temperaturas a que se encontram, possuem um grande poder dissolvente, por isso, muitas delas são muito mineralizadas. A maioria das águas termais tem a sua origem na precipitação atmosférica. Infiltrando-se em profundidade, sem receber luz solar, vão ganhando características físico-químicas particulares em função da composição mineralógica das formações geológicas por onde circulam. Podem assim encontrar-se os seguintes tipos de águas termais: Cloretada, Bicarbonatada, Sódica, Redutora, Gasocarbónica, Bacteriologicamente pura, Fluoretada, Sulfuretada, Alcalina, Magnesiana, Cálcica, Ferruginosa. Dependendo das suas propriedades, o pH pode variar entre os 4.7 e os 9.7. A temperatura, pode variar desde os 15ºC até aos 73ºC. Em Portugal, a temperatura das águas termais varia entre 20ºC e 80ºC, sendo que 78% das águas apresentam temperaturas entre os 20º e 40ºC. As águas termais do Parque das Termas de Vizela são sulfúreas sódicas, carbonatadas, siliciosas, litinadas, frias e hipertermais, uma vez que a sua temperatura pode variar entre os 15ºC e os 65ºC, e hipomineralisadas (0,33 a 0,36 g) (Correia 1922, Calado, 1995 e ficha IGM). O Anuário de 1963 e Almeida e Almeida, 1988 destacam ainda o seu carater radioactivo e o seu conteúdo anormalmente elevado em flúor. As condições ambientais da Terra durante o desenvolvimento dos primeiros seres vivos podem ter sido bastante diferentes das atuais, incluindo, possivelmente, temperaturas elevadas e baixo pH, devido à intensa atividade geológica. Por isso, desde cedo na evolução dos primeiros seres vivos, terá ocorrido adaptação de células a estas condições, dando origem aos primeiros seres extremófilos. Os extremófilos são atualmente alvo de atenção da investigação quer em biotenologia, uma vez que poderão ser usados (organismos ou as suas enzimas) em processos industriais que requerem condições extremas, quer em astrobiologia, na procura de astros habitáveis no Universo. Na verdade sabe-se hoje que na Lua Europa do Planeta Júpiter existem oceanos com altas concentrações de sal. Por outro lado, em Marte, os Robots Spirit e Opportunity detectaram a existência de depósitos evaporíticos de sulfato e surgiram evidências, directas e indirectas, da presença de água líquida e de seres vivos hipertermófilos e halófilos. Admite-se ainda a possibilidade de existência de bactérias redutoras de enxofre em Vénus e na Lua de Yo de Júpiter. (Fishbaugh et al., 2007; Marzo et al., 2007; Quillfeldt, 2010; Souza, A. B. de, 2010; Stetter, 2007; Zuilen, M. V., 2008). Por outro lado, a existência e proliferação de seres vivos, nestas mesmas condições, em ecossistemas terrestres, pode constituir uma evidência que apoia a possibilidade de existência de microrganismos extraterrestres Fig. 1,2).
Fig.1. Aquifex pyrophilus, hipertermófilo terrestre encontrado em aberturas submarinas pouco profundas. (Stetter, 2007)
Fig.2. Pyrolobus fumarii, hipertermófilo terrestre que cresce a temperaturas óptimas de 106ºC. (Stetter, 2007)
A bactéria Desulfovibrio desulfuricans e a levedura Debaryomyces hansenii, constituem exemplos desse tipo de seres vivos. Desulfovibrio desulfuricans é uma bactéria anaeróbia obrigatória redutora de sulfato (Fig.3). É anaeróbia obrigatória, porque não possui enzimas que lhe permitem utilizar o oxigénio, não sobrevivendo na sua presença. É redutora de sulfato, porque é capaz de utilizar o sulfato como aceitador final de eletrões no seu metabolismo. Consegue crescer a temperaturas compreendidas entre os 30 e os 55ºC. Debaryomyces hansenii é uma levedura que apresenta grande capacidade de se desenvolver em ambientes salgados apresentando uma maior resistência ao sal do que outras leveduras.(Fig.4 e 5)
Fig.4. Debaryomyces hansenii CBS767  Fig.5. Células de Debaryomyces hansenii ao MOC
Pretende-se com este projecto levar os estudantes a fazer investigação em Astrobiologia, tentando inferir, através desta investigação, não só a tipologia dos diferentes tipos de vida terrestre mas também transpor a sua análise para situações extremas em condições que possam existir fora do nosso planeta. Espera-se que esta investigação possa conduzir a novos projectos pluridisciplinares que envolvam sobretudo a Química e a Física.
Neste âmbito serão estudados ecossistemas com características bastante próximas das presentes em outros locais do Sistema Solar, investigando-se a presença neles de microrganismos que pelos parâmetros terrestres são considerados extremófilos. Pretende-se recolher dados que poderão constituir um contributo para o conhecimento e compreensão das formas de vida que poderão existir ou ter existido em outros locais extra-terrestres. O projecto tem ainda como finalidade a constituição de uma parceria directa, com instituições Internacionais que executam investigação nesta área da Astrobiologia, permitindo o contacto com equipas de cientistas e contributos para trabalhos de investigação, nomeadamente com o CAB–, Centro de Astrobiologia sediado em Madrid, associado da NASA.
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