Cientistas ficam surpresos ao encontrar sinais de vida antiga em um lugar que ninguém esperava

Martindale e a sua equipa de investigação, incluindo Stéphane Bodin, da Universidade de Aarhus, estavam a explorar o vale acidentado para estudar a ecologia dos antigos sistemas de recifes que existiam lá quando a área estava abaixo do oceano. Chegar a esses recifes exigiu atravessar numerosas camadas de turbiditos, sedimentos formados por densos fluxos de detritos subaquáticos. Padrões de ondulação aparecem frequentemente nestes depósitos. No entanto, Martindale notou pequenas saliências e rugas em camadas sobre as ondulações que pareciam incomuns.

“Enquanto subíamos por esses turbiditos, olhei em volta e este plano de cama lindamente ondulado chamou minha atenção”, diz Martindale. “Eu disse: ‘Stéphane, você precisa voltar aqui. Estas são estruturas de rugas!'”

O que são estruturas de rugas

Estruturas de rugas são pequenas cristas e depressões que variam de milímetros a centímetros de diâmetro. Eles se desenvolvem quando algas e comunidades microbianas crescem em esteiras nos fundos arenosos do mar. Estas texturas delicadas raramente são preservadas em rochas mais jovens porque os animais frequentemente as perturbam e destroem. Como resultado, as estruturas enrugadas são incomuns em rochas com menos de 540 milhões de anos, quando a vida animal se diversificou rapidamente e começou a agitar ativamente os sedimentos oceânicos.

Hoje, os cientistas normalmente encontram estruturas enrugadas em ambientes rasos de marés, onde a luz solar sustenta algas fotossintéticas.

Por que essas rugas não deveriam existir

As estruturas enrugadas que Martindale detectou apareceram em rochas que se formaram muito abaixo da superfície do oceano. Os turbiditos onde foram encontrados foram depositados a profundidades de pelo menos 180 metros, demasiado profundas para a penetração da luz solar. Isso significava que as estruturas não poderiam ter se formado a partir das mesmas algas dependentes da luz solar que hoje criam padrões de rugas em ambientes rasos.

Alegações anteriores de estruturas enrugadas em depósitos turbidíticos em águas profundas também foram contestadas. Outra complicação foi a idade das rochas. Com cerca de 180 milhões de anos, formaram-se numa época em que os animais perturbavam activamente o fundo do mar em todo o mundo, o que normalmente apaga delicadas texturas microbianas. Em outras palavras, as estruturas enrugadas que Martindale viu não deveriam ter sido preservadas.

Reconhecendo o quão incomum era a descoberta, ela decidiu confirmar se sua primeira impressão estava correta.

“Vamos examinar cada evidência que pudermos encontrar para ter certeza de que se trata de estruturas enrugadas em turbiditos”, diz Martindale, porque as estruturas enrugadas, geralmente de origem fotossintética, “não deveriam estar neste ambiente de águas profundas”.

Evidência de vida microbiana quimiossintética

A equipe de pesquisa examinou cuidadosamente as camadas rochosas circundantes e confirmou que os sedimentos eram de fato turbiditos. Em seguida, investigaram se as texturas incomuns realmente se formavam a partir da atividade biológica.

Os testes químicos forneceram uma pista importante. O sedimento logo abaixo das rugas continha níveis elevados de carbono, o que muitas vezes indica uma origem biológica. A equipe também analisou os ambientes oceânicos modernos para comparação. Imagens de submersíveis operados remotamente explorando o fundo do mar muito abaixo da zona fótica revelaram que tapetes microbianos também podem se desenvolver ali, mas são produzidos por bactérias quimiossintéticas. Esses micróbios obtêm energia a partir de reações químicas em vez da luz solar.

Como os micróbios do fundo do mar criaram as rugas

Ao combinar observações geológicas, evidências químicas e exemplos modernos do fundo do oceano, os cientistas concluíram que haviam descoberto estruturas quimiossintéticas de rugas preservadas no registro rochoso.

Os fluxos turbidíticos provavelmente desempenharam um papel crítico na criação das condições certas. Esses fluxos de detritos transportam nutrientes e material orgânico para águas profundas, ao mesmo tempo que reduzem os níveis de oxigênio nos sedimentos circundantes. Tais condições podem sustentar comunidades de bactérias quimiossintéticas.

Durante os períodos mais calmos entre os fluxos de detritos, estas bactérias podem espalhar-se pelo fundo do mar e formar esteiras sobre os sedimentos. À medida que as esteiras crescem, desenvolvem os padrões de superfície enrugada que Martindale observou nas rochas de Marrocos. Na maioria dos casos, o próximo fluxo de detritos apagaria o tapete, mas ocasionalmente a estrutura fica soterrada e preservada.

Expandindo a busca pela vida antiga

Martindale espera agora conduzir experimentos de laboratório para entender melhor como as estruturas enrugadas podem se desenvolver em ambientes turbidíticos. Ela também espera que a descoberta encoraje os cientistas a repensar a suposição de longa data de que as estruturas enrugadas são criadas apenas por esteiras microbianas fotossintéticas.

Se as esteiras quimiossintéticas também puderem produzir essas características, os geólogos poderão começar a procurar estruturas enrugadas em ambientes que antes eram negligenciados na busca por vida antiga.

“As estruturas das rugas são evidências realmente importantes na evolução inicial da vida”, diz Martindale. Ao ignorar a sua possível presença nos turbiditos, “podemos estar a perder uma peça-chave da história da vida microbiana”.