Ao iluminar parâmetros e condições de habitabilidade, o estudo de extremófilos ajuda a definir onde e como procurar por vida fora da Terra
Por Danilo Albergaria
Desde que ganhou tração no cenário internacional para denominar o amplo campo interdisciplinar de estudos da vida em contexto cósmico, o termo astrobiologia tem sido comumente associado à procura por evidências da existência de vida fora da Terra. Mas como sugere a própria definição atualmente dominante na área – que é o estudo da origem, evolução, distribuição e futuro da vida no universo – a astrobiologia é muito mais do que a busca por vida extraterrestre. Parte importante do conhecimento construído por astrobiólogos ao longo das últimas três décadas foca em procurar entender as condições em que seres vivos podem existir e os limites impostos pela natureza à sobrevivência da vida como a conhecemos.
Para aprofundar a nossa compreensão dos limites de habitabilidade no universo, poucos tópicos são tão importantes quanto o estudo dos extremófilos, nome dado aos seres vivos capazes de existir e até florescer em condições extremas, em que a maioria das espécies é incapaz de sobreviver. São seres adaptados a um (ou mais de um) parâmetro ambiental intratável para a maioria dos seres vivos, como temperaturas muito altas ou muito baixas, presença excessiva de sal ou falta de água, além de altas pressões e incidências de radiação. O estudo de extremófilos permite explorar onde e como a vida pode surgir e persistir em outros ambientes no universo, possivelmente muito diferentes das condições oferecidas pelo nosso planeta.
Em geral, os extremófilos são microrganismos unicelulares e algumas espécies podem ser estudadas em laboratório, onde são submetidos a diversos estresses ambientais que testam a sua capacidade de sobrevivência. Um dos mais importantes para a ciência e para a indústria é a bactéria Acidithiobacillus ferrooxidans. “Ela obtém energia de rochas e não depende da existência de matéria orgânica e do Sol para sobreviver”, esclarece o químico Gabriel Gonçalves Silva, pós-doutorando na Unisinos. Silva estudou a espécie em seu doutorado, defendido em 2023 pelo Instituto de Química da Universidade de São Paulo (IQ-USP). Inicialmente, seu interesse era entender se a espécie poderia servir à exploração espacial consumindo o ferro presente em meteoritos.
Como o nome científico indica, o Acidithiobacillus ferrooxidans prospera em ambientes extremamente ácidos e obtém energia da oxidação do ferro presente em rochas, além de ser capaz de oxidar compostos de enxofre. Microrganismos capazes de produzir sua própria energia a partir compostos inorgânicos, consumindo minerais presentes nas rochas, são chamados de quimiolitoautotróficos. Os astrobiólogos têm especial interesse nesses micróbios pelo potencial de sobreviverem sem a necessidade de luz solar, debaixo da superfície. Para o estudo de Silva, também contribuiu a possibilidade de se trabalhar com o Acidithiobacillus ferrooxidans em experimentos laboratoriais.
Comparada com outros extremófilos, a bactéria é uma espécie muito robusta, facilitando o cultivo em laboratório. “Ela sempre chamou a atenção dos pesquisadores pela grande capacidade crescimento e adaptação, tanto no ferro quanto no enxofre”, diz Denise Bevilaqua, diretora do Instituto de Química da Universidade Estadual Paulista (Unesp). Além disso, segundo a bioquímica da Unesp, essa bactéria é a única conhecida até agora capaz de oxidar ferro e enxofre ao mesmo tempo. “É a única que faz as duas coisas ao mesmo tempo e em temperaturas mesofílicas, a 30 graus [Celsius]”, conta Bevilaqua.
A bactéria acidófila é muito usada em biomineração, que usa microrganismos na extração e recuperação de metais a partir de rejeitos de mineração por meio de um processo chamado de biolixiviação. O extremófilo tem papel importante, por exemplo, na recuperação de cobre e de ouro. Em seu doutorado, Silva demonstrou o interesse da espécie para a astrobiologia: seus resultados apontam que microrganismos quimiolitoautotróficos poderiam consumir minerais abundantes no ambiente primitivo de Marte.
Em 2024, junto com colegas do Laboratório de Astrobiologia da USP, o AstroLab, Silva publicou um estudo no periódico Nature Scientific Reports mostrando que minerais riscos em ferro, a siderita e a vivianita, respectivamente detectadas em Marte pelos jipes Curiosity e Perseverance, poderiam ser fontes de energia para microrganismos como o Acidithiobacillus ferrooxidans. “Na época em que fizemos o estudo, não sabíamos se a vivianita estava, de fato, presente em Marte. Agora, sabemos”, conta Silva, referindo-se à descoberta do mineral na rocha apelidada de Cheyava Falls, em julho de 2024, pelo Perseverance. Nessa rocha, o jipe também encontrou possíveis indícios de bioassinaturas, rastros de potencial atividade microbiológica no passado remoto do planeta.
Habitabilidade marciana
Em novembro de 2025, Silva e outros pesquisadores do AstroLab publicaram um estudo na revista Astrobiology mostrando a possibilidade de sobrevivência de alguns microrganismos, incluindo a Acidithiobacillus ferrooxidans, em determinadas condições que devem ter existido em Marte há mais de 3 bilhões de anos. A pesquisa sugere que esse extremófilo seria capaz de suportar a intensa radiação ultravioleta que castigava os lagos ácidos e repletos de ferro que devem ter existido no ambiente marciano primitivo. Os resultados apontam que os íons de ferro presentes nesses lagos teriam protegido o extremófilo do ultravioleta a uma profundidade de 1 metro.
Cientistas do AstroLab também estudam outros microrganismos que existem em condições extremas aqui na Terra para esclarecer os limites da potencial habitabilidade marciana. As biólogas Roberta Vincenzi e Isabella Gaião investigaram como a bactéria Staphylococcus nepalensis reage a simulações de algumas das condições extremas presentes em Marte. O micróbio é tolerante a altas concentrações sais como o cloreto de sódio, o sal mais comum da Terra, e foi encontrado por pesquisadores do AstroLab na laguna Brejo do Espinho, no Rio de Janeiro. Muito rasa – com profundidade de até 2 metros – essa laguna da Região dos Lagos fluminense tem alta concentração de sais e exibe, também, grande variação de salinidade entre as estações chuvosas e de seca.
Em curtos períodos do verão marciano, formam-se salmouras transitórias na superfície das regiões equatoriais do planeta vermelho. As pesquisadoras exploraram as respostas adaptativas da Staphylococcus nepalensis às variações bruscas da concentração de sais e de temperatura – que congela e descongela a água – plausíveis nas salmouras intermitentes.
Diferente do que ocorre na Terra, os sais mais presentes na superfície marciana são os percloratos. Relativamente abundante em Marte, o perclorato de magnésio é muito nocivo à vida porque desorganiza macromoléculas orgânicas essenciais aos processos biológicos, como as proteínas. “A forma tridimensional de uma proteína é muito importante para que ela execute uma função biológica”, diz Gaião, que defenderá sua tese de doutorado no segundo semestre de 2026. A bióloga esclarece que a função das proteínas depende de sua estrutura tridimensional, que pode ser destruída pela presença de percloratos.
Ao mesmo tempo, o perclorato diminui o ponto de congelamento da água, o que permite a existência temporária de salmouras na superfície de Marte. Defendida em maio de 2025, a tese de doutorado de Vincenzi mostrou que a Staphylococcus nepalensis foi capaz de se adaptar a concentrações de perclorato maiores do que as conhecidas até então. Importante para futuros estudos sobre habitabilidade marciana, o trabalho sugere que pode haver uma relação entre os mecanismos de adaptação microbiana ao cloreto de sódio e os relacionados aos percloratos.
Os extremófilos que sobrevivem ou prosperam em altas concentrações de sais são chamados de halófilos. A tese de doutorado de outra pesquisadora do AstroLab, Ana Paula Schiavo, propôs um sistema inédito de classificação dos halófilos, um tópico sobre o qual ainda não existe consenso na comunidade científica. Em vias de ser publicado (o artigo pode ser acessado em pré-print), o trabalho é relevante para a astrobiologia. Ao propor estabelecer critérios objetivos para classificar os halófilos, o estudo pode melhorar a comunicação entre os cientistas que pesquisam extremófilos de olho em entender os limites da atividade biológica em Marte.
Os extremófilos e a astrobiologia se encontram também em estudos conduzidos no Instituto Oceanográfico da USP (IO-USP). No Laboratório de Extremófilos Marinhos do IO-USP, o ExtreMar, pesquisadores estudam microrganismos que sobrevivem em ambientes com variação extrema de temperatura, como a ilha vulcânica Deception, na Antártida. A ilha é formada pela caldeira de um vulcão ativo, inundada pelo mar. O encontro entre a água gelada e a atividade vulcânica produz as chamadas fumarolas, que liberam gases e são marcadas pela proximidade entre ambientes muito quentes e muito frios. “A ideia é entender como a vida sobrevive nesses contrastes de temperatura”, diz a bióloga Amanda Bendia, coordenadora do ExtreMar.
Há alguns meses, as pesquisadoras do ExtreMar identificaram uma nova espécie de extremófilo nas amostras colhidas por Bendia nas fumarolas da ilha vulcânica. “Deception funciona, em certa medida, como um análogo terrestre de ambientes extraterrestres extremos”, diz a bióloga Ana Carolina Butarelli, primeira autora do estudo. Entre esses ambientes extraterrestres, os mais promissores para a astrobiologia parecem ser os enormes oceanos que existem debaixo das espessas superfícies congeladas de algumas das luas de Júpiter e Saturno, como Europa e Encélado. Há indícios de que esses oceanos estão em contato com o interior quente das luas, o que pode resultar em ambientes potencialmente reminiscentes das fumarolas antárticas.
O novo extremófilo identificado pelas pesquisadoras é uma espécie de arqueia. Como as bactérias, as arqueias são procariotos, seres unicelulares que não possuem núcleo, mas parte de seu maquinário bioquímico se assemelha ao dos eucariotos, seres cujas células possuem núcleo (e que incluem todas plantas e animais). Arqueias são consideradas importantes elos com a vida mais primitiva. Bendia explica que um tipo específico delas, chamadas de Asgard, podem ser interpretadas como um elo entre procariotos e eucariotos, entre seres vivos simples e complexos.
Além dos estudos com espécies coletadas na Antártida, Bendia lidera um projeto de pesquisa financiado pelo Instituto Serrapilheira para prospectar a existência de arqueias Asgard em cavernas brasileiras. O objetivo desse projeto é entender os mecanismos de adaptação de microrganismos a ambientes de subsuperfície, o que contribui para iluminar limites de habitabilidade. Arqueias podem existir sem oxigênio em meio aos sedimentos, reproduzindo-se de maneira extraordinariamente lenta.
Orientada por Bendia, a bióloga Carolina Targon pesquisa arqueias de subsuperfície oceânica em amostras de sedimento coletadas da Bacia de Santos e da Margem Equatorial brasileira (que vai da costa do Amapá à do Rio Grande do Norte), procurando entender como os extremófilos se adaptaram às condições de subsuperfície do mar profundo. Para isso, estuda amostras de quatro metros de profundidade do sedimento de um assoalho oceânico que se encontra a 4 quilômetros de profundidade.
Targon explica que há diferenças de metabolismo entre os microrganismos encontrados em diferentes profundidades do sedimento. “É interessante comparar os que vivem entre 15 e 50 centímetros de profundidade e que sobrevivem com oxigênio, com aqueles que vivem sem oxigênio mais para baixo no sedimento”, explica a bióloga. Na metade de seu doutorado, Targon espera poder extrapolar esse conhecimento para a astrobiologia, para ajudar na compreensão das condições que podem existir nos oceanos das luas geladas.
Mirando especificamente em entender a habitabilidade dos oceanos de luas como Europa e Encélado, a doutoranda Maria Eduarda do Nascimento vem desenvolvendo uma modelagem computacional capaz de avaliar se metabolismos de comunidades microbianas de ambientes extremos seriam viáveis nas condições que esses oceanos podem oferecer. Também orientada por Bendia e ainda em estágio inicial, a pesquisa de Nascimento tem potencial para se tornar mais um importante tijolo no edifício da astrobiologia fixado com a argamassa do conhecimento de extremófilos.
—————————————————————————
Clique aqui para ler a reportagem: A participação brasileira na busca por planetas análogos à Terra
- Este conteúdo foi produzido com apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP), Brasil. Projeto: “Pontes interdisciplinares para a compreensão da vida no Universo: o Núcleo de Apoio à Pesquisa e Inovação em Astrobiologia e o Laboratório de Astrobiologia da USP”. Processo nº 2025/06229-7.
Danilo Albergaria é pesquisador de pós-doutorado no Laboratório de Astrobiologia (AstroLab) da USP.