.
Uma equipe de geocientistas da Virginia Tech descobriu evidências que podem indicar que sim.
As descobertas da equipe, publicadas recentemente na Science Advances, revelam um aumento no nitrogênio biologicamente disponível durante o tempo em que os eucariotos marinhos – organismos cujas células têm um núcleo – se tornaram dominantes. Células eucarióticas complexas evoluíram para organismos multicelulares e são creditadas por inaugurar uma nova era para a vida na Terra, incluindo animais, plantas e fungos.
“Onde estamos hoje, com a vida como ela é no planeta, é a soma total de todos os eventos que aconteceram no passado”, disse Ben Gill, professor associado de geoquímica sedimentar e coautor do artigo. “E este é um evento chave em que mudamos de ecossistemas predominantemente procarióticos – células que são muito mais simples do que as de nossos corpos – para eucariotos. Se isso não tivesse acontecido, não estaríamos aqui hoje.”
Pesquisas anteriores focaram no papel do fósforo na ascensão dos eucariotos, mas Junyao Kang, estudante de doutorado no Departamento de Geociências e principal autor do artigo, estava curioso sobre o papel que o nitrogênio desempenhou neste evento.
“Esses dados são únicos porque os dados de isótopos de nitrogênio são praticamente inexistentes desde o início do período neoproterozóico, ou entre um bilhão e 800 milhões de anos atrás”, disse Kang.
Colaborando com a Universidade de Nanjing em Najing, China, Kang passou dois anos trabalhando para entender o que impulsionou o surgimento de eucariotos por meio da análise de isótopos de nitrogênio de amostras de rochas do norte da China Craton. Lar de rochas que datam de 3,8 bilhões de anos atrás, a região já foi coberta por um oceano.
“Tínhamos algumas ideias aproximadas de quando os eucariotos se tornaram ecologicamente bem-sucedidos”, disse Shuhai Xiao, professor de geobiologia e coautor do artigo. “Eles estiveram lá por muito tempo em um status discreto até cerca de 820 milhões de anos atrás, quando se tornaram abundantes.”
Kang decidiu que queria saber o porquê. Ele pegou os dados das amostras de rocha, inseriu-os em um banco de dados maior e os analisou em uma escala de tempo mais longa que abrangeu diferentes localizações geográficas.
“Depois que fizemos esse tipo de integração e o colocamos em um quadro geral, vimos o aumento dos nitratos ao longo do tempo, que aconteceu há cerca de 800 milhões de anos”, disse Kang.
Colaboração sólida
Uma abordagem internacional colaborativa foi a chave para conectar esses novos dados com eventos biológicos, principalmente o surgimento de eucariotos.
Gill e Rachel Reid, também geoquímica da Faculdade de Ciências e coautora do artigo, forneceram análises críticas por meio de recursos, incluindo o espectrômetro de massa no Geoscience Stable Isotope Lab da Virginia Tech. Um analisador elementar acoplado ao espectrômetro de massa permitiu aos pesquisadores extrair gás nitrogênio puro das amostras para análise.
Gill é especialista em reconstruir ciclos químicos presentes e passados em nosso planeta. Ele colabora com paleontólogos para estudar o registro da vida preservada no registro geológico e examina quais potenciais fatores ambientais podem ter permitido mudanças na vida ao longo da história.
Reid, que geralmente concentra sua pesquisa nos eventos mais recentes da Terra, teve uma oportunidade especial de oferecer sua experiência em isótopos de nitrogênio para esses fósseis antigos.
Feifei Zhang, geoquímico da Universidade de Nanjing, foi o quarto coautor do artigo. Zhang forneceu informações sobre quanto oxigênio estaria disponível nos oceanos durante o período em que o nitrato aumentou em abundância.
Todos os autores da Virginia Tech são membros afiliados do Fralin Life Sciences Institute’s Global Change Center, com Kang atuando como Ph.D. bolsista do programa de pós-graduação Interfaces of Global Change. O centro reúne especialistas de diversas disciplinas para resolver esses complexos desafios globais e treinar a próxima geração de líderes.
Passado, presente e futuro
Xiao, que ajudou a escavar e estudar alguns dos fósseis mais antigos de todo o mundo, disse que esse tipo de estudo lhe dá esperança para futuras descobertas. Os membros da equipe esperam colaborar com a NASA em futuras doações, como o programa de exobiologia que apoia suas pesquisas atuais.
Ele também dá crédito às Bibliotecas Universitárias da Virginia Tech por seu apoio a publicações de acesso aberto, como Science Advances, para fornecer uma seleção controlada de pesquisa, disponível gratuitamente para os leitores.
“Podemos ligar os pontos das composições isotópicas de nitrogênio no passado antigo e, em seguida, ir para a próxima etapa e inferir quanto nitrato estava disponível para os organismos”, disse Xiao. “E então associamos isso aos dados fósseis para mostrar que existe uma relação”.
Embora os oceanos antigos tenham desaparecido há muito tempo, o que aconteceu nos oceanos antigos está registrado nas rochas, e o estudo dessas rochas fornece um link da história da nossa Terra para o presente e para o futuro.
“Os geólogos olham para as rochas pela mesma razão que os operadores de ações olham para a curva Dow Jones quando tomam decisões de vender ou comprar ações. A história geológica escrita nas rochas nos dá um contexto importante sobre as mudanças globais no futuro”, disse Xiao.
.
