Cianobactérias: como elas transformaram a vida na Terra?

Fig 1. Tapetes verdes de cianobactérias se destacam na superfície da água. Crédito: Sergii Petruk/iStock

Cianobactérias são muito importantes para a vida na Terra. Vamos descobrir por quê?

Já ouviu falar em cianobactérias? Cianobactérias são microrganismos conhecidos por formar “tapetes azuis ou verdes” em lagos e oceanos. Estes seres relativamente simples, que não possuem núcleo envolto por membrana, já viviam na Terra há 3,5 bilhões de anos. E, se hoje todos nós, plantas e animais – incluindo seres humanos – estamos aqui, é graças a elas!
Para entender melhor esta história, precisamos retornar para um tempo bem distante…

Novidade na Terra primitiva

Lá, no início da história da Terra, os ancestrais das cianobactérias conseguiram um feito importante! Passaram a obter energia para sua sobrevivência a partir da luz do Sol. Ou seja, foram os primeiros organismos a realizar fotossíntese. E, além da glicose, você sabe que outro produto é gerado neste processo? Gás oxigênio!
Até então, havia muito pouco gás oxigênio na atmosfera da Terra. Foi o gás oxigênio gerado pelas cianobactérias que levou à modificação do planeta. Mas, calma, que tudo isso levou muito tempo para acontecer…

Isto porque o oxigênio reage facilmente com outros elementos, entre eles, o ferro. Assim, durante anos, ele foi sendo absorvido pelas rochas e pelo oceano. Só quando a absorção atingiu seu máximo é que o oxigênio passou a se acumular na forma de gás (O2) na atmosfera. Este evento ficou conhecido como a grande oxigenação ou grande oxidação.

Fig 2. O acúmulo de oxigênio no ar começou há aproximadamente 2,4 bilhões de anos atrás. Crédito: chaluk/iStock

Porém, o gás oxigênio destruía as células de muitos dos microrganismos daquela época e a grande oxigenação provocou a extinção de vários tipos de bactérias. Algumas espécies sobreviveram em locais onde a quantidade de oxigênio continuava pequena. Outras espécies conseguiam viver em ambientes com gás oxigênio e, ao longo do tempo, se adaptaram, tornando-se capazes de utilizar esse gás na respiração. Essa capacidade trouxe uma grande vantagem, pois a respiração que utiliza gás oxigênio (chamada respiração aeróbia) fornece mais energia para a célula.

O resultado foi o surgimento de formas de vida mais complexas. Ou seja, surgiram seres com mais células. Depois, organismos com células organizadas em tecidos. Os tecidos passaram a formar órgãos. Por fim, vieram seres com órgãos conectados e trabalhando de forma conjunta em sistemas.

Formação da camada de ozônio

O acúmulo de gás oxigênio na atmosfera da Terra primitiva também possibilitou a formação da camada de ozônio. Está se perguntando o que ozônio tem a ver com o gás oxigênio? Ambos são formados por átomos de… Oxigênio! Enquanto o gás oxigênio tem dois átomos deste elemento químico (O2), o ozônio tem três (O3). Nas camadas mais elevadas da atmosfera, as radiações solares transformam moléculas de gás oxigênio em gás ozônio, que “filtra” parte dos raios ultravioleta prejudiciais à saúde dos seres vivos.

Fig 3. Desenho representando a atmosfera terrestre (azul claro) no entorno do planeta. Crédito: Stiggdriver/iStock (Adaptado por Invivo)

Por isso, antes do surgimento da camada de ozônio, os seres vivos habitavam apenas ambientes aquáticos, como os oceanos. Dentro da água, eles viviam protegidos dos intensos raios ultravioleta que chegavam até a superfície do planeta.

Há cerca de 600 milhões de anos, quando a camada de ozônio já era suficiente para barrar parte dessa radiação nociva, surgiram inúmeras espécies novas de seres vivos marinhos, capazes de viver em águas mais rasas. Ainda levaria cerca de 150 milhões de anos até que a camada de ozônio fosse espessa o bastante para permitir a vida em ambientes terrestres. Desta forma, as cianobactérias contribuíram – e muito – para termos um planeta com tantos organismos diferentes, tal como vemos hoje em dia.

Já vimos que estes seres foram muito importantes na Terra primitiva. Mas e atualmente? Que tal descobrir um pouco mais sobre este grupo para lá de especial?

Cianobactérias por todos os lados: de águas aquecidas até lagos antárticos

Como já vimos, as cianobactérias são microrganismos, não possuem núcleo envolto por membrana e são capazes de realizar fotossíntese. Veja na imagem a seguir sua estrutura celular.

Fig 4. Ilustração de uma célula de cianobactéria. Em vermelho ao centro, está o material genético. Crédito: LuizBotter/iStock (Adaptado por Invivo)

O que ainda não falamos é que elas são formadas por uma única célula, porém, podem ser encontradas formando colônias ou filamentos.

Fig 5. Imagem de colônias de cianobactérias obtida por microscópico com aumento de 400 vezes. Crédito: Proyecto Agua/Flickr

Fig 6. Imagem de cianobactérias formando filamentos obtida por microscópio. Crédito: Sinhyu/iStock

Elas possuem pigmentos que atuam na captação da luz solar. Dependendo do tipo de pigmento, podem ter coloração verde, azul, amarelo-laranja ou vermelha.

O grupo de cianobactérias reúne milhares de espécies. Elas ocorrem em muitos ambientes, desde terrestres até aquáticos, incluindo água doce, água do mar e locais com condições extremas – e bota “extremas” nisso! Existem cianobactérias em águas aquecidas com temperatura superior a 70°C e outras em lagos próximos de 0ºC. Neste grupo, há ainda algumas que resistem a altas concentrações de sal e outras a períodos de seca.

Algumas cianobactérias conseguem captar nitrogênio da atmosfera e convertê-lo em nutrientes. Elas têm um papel importante na alimentação de outros organismos e contribuem para a fertilidade do solo e da água.

Incrível, né? Mas elas também têm um lado que não é tão bom assim.

Nem tudo são flores

Em alguns momentos, as cianobactérias podem se reproduzir muito e alterar a cor e o gosto da água. O aumento desses microrganismos ocorre principalmente na presença de grande quantidade de esgoto no meio aquático.

Fig 7. Aumento excessivo de cianobactérias pode trazer problemas para o ambiente como a redução de oxigênio e a morte de peixes. Crédito: Robin De Roeck/iStock

Algumas cianobactérias produzem substâncias de defesa contra predadores que podem causar danos à saúde do ser humano. Os problemas podem variar desde irritação na pele após contato até vômitos e diarreia quando ingeridas. Outras podem ainda afetar o fígado e o sistema nervoso.