Cientistas descobrem vida extrema no interior do gelo do Ártico

Se retirarmos um núcleo de gelo dos limites exteriores da calote polar do Ártico, podemos detetar o que parece ser uma linha ténue de sujidade, como mostra a imagem acima. Tratam-se de diatomáceas - algas unicelulares com paredes exteriores feitas de vidro. A sua presença no gelo não é nova, mas como pareciam estar presas e adormecidas, poucos se deram ao trabalho de as estudar.

Mas uma nova investigação de Stanford revelou que as diatomáceas do Ártico não estão imóveis nem sepultadas. Também não estão apenas a sobreviver - estão a deslizar para o livro dos recordes.

Esta temperatura é a mais baixa alguma vez registada para o movimento de uma célula eucariótica - o tipo de células complexas existentes em plantas, animais, fungos e outros, definidas por terem um núcleo dentro de uma membrana.

“É possível ver as diatomáceas a deslizar, como se estivessem a patinar no gelo”, afirmou a autora principal e bolseira de pós-doutoramento de Stanford, Qing Zhang, que recolheu as amostras durante uma expedição de investigação ao Ártico. Ela e os seus colegas demonstraram não só a motilidade a temperaturas tão baixas, mas também que o seu deslizamento - ou patinagem - depende de uma combinação de muco e motores moleculares.

As diatomáceas do Ártico apresentam uma maior evolução

As diatomáceas apresentadas nesta investigação resultaram de uma expedição de 45 dias ao Ártico, no Mar de Chukchi, a bordo do navio de investigação Sikuliaq, propriedade da National Science Foundation e operado pela Universidade do Alasca Fairbanks.

Investigadores do Prakash Lab e do laboratório de Kevin Arrigo, professor de ciências do sistema terrestre na Stanford Doerr School of Sustainability, recolheram núcleos de gelo de 12 estações durante o verão de 2023. Utilizando uma série de microscópios a bordo que o Laboratório Prakash tem vindo a desenvolver há anos, a equipa conseguiu obter imagens do interior do gelo e documentar as vidas secretas destas incríveis diatomáceas árticas.

De volta ao laboratório, a equipa extraiu diatomáceas dos núcleos de gelo e recriou os seus ambientes numa placa de Petri contendo uma fina camada de água doce congelada e uma camada de água salgada muito fria. Quando o gelo se forma no Ártico, expulsa o sal, deixando o gelo de água doce com pequenos canais microfluídicos - por isso, o laboratório também criou canais no seu gelo.

Quando baixaram as temperaturas abaixo de zero, as diatomáceas deslizaram pelos canais do tamanho de fios de cabelo. Outras experiências, utilizando géis semeados com esferas fluorescentes, seguiram os seus movimentos como se fossem pegadas na areia.

O que é tão surpreendente é o facto de as diatomáceas se deslocarem sem se mexerem, sem se espremerem ou usarem quaisquer apêndices. Em vez disso, praticam a arte que muitas diatomáceas exibem: deslizar.

O mecanismo da corda de mucilagem depende da actina e da miosina - o mesmo sistema biológico que impulsiona os movimentos musculares humanos. A forma como essa maquinaria continua a funcionar em condições de temperaturas negativas é agora uma questão-chave de investigação que o laboratório está a desenvolver. Quando a equipa comparou as diatomáceas do Ártico com parentes das regiões temperadas que deslizavam ao longo de um vidro, as espécies polares moviam-se muito mais depressa, o que indicia uma vantagem evolutiva.

O panorama geral

O Laboratório Prakash aproveitou ao máximo o seu tempo no Ártico e reuniu uma grande quantidade de dados sobre vários projetos, para além das diatomáceas. Entre eles contam-se imagens de drones, captadas sob o gelo, que mostram de forma vívida o potencial deste trabalho.

Saber que as diatomáceas estão ativas levanta questões mais amplas sobre a adaptação a um ambiente polar em mudança. Poderão estar a movimentar recursos através da teia alimentar do Ártico, alimentando tudo, desde os peixes aos ursos polares? Poderão os seus rastos de muco estar mesmo a semear novas formações de gelo, da mesma forma que se formam pérolas à volta de grãos de areia?

Normalmente, Prakash não se mostraria disponível para este tipo de ideias emergentes, mas desta vez o que está em jogo é diferente, afirmou. "Muitos dos meus colegas dizem-me que, nos próximos 25 a 30 anos, não haverá Ártico. Quando os ecossistemas se perdem, perdemos conhecimentos sobre ramos inteiros da nossa árvore da vida", afirmou, referindo que se prevê que os cortes orçamentais na National Science Foundation reduzam o financiamento da investigação polar em 70%.

Referência da notícia

Qing Zhang, Hope T. Leng, Hongquan Li, Kevin R. Arrigo e Manu Prakash. Ice gliding diatoms establish record-low temperature limits for motility in a eukaryotic cell. Biophysics and Computational Biology (2025).