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Bom dia, bonjour. Hoje vou compartilhar com vocês uma das obsessões da minha vida, que
são os protistas. Então, se você chegasse na Terra, da Lua, ou se fosse simplesmente
um recém-nascido, a primeira coisa que iria notar seriam as flores, árvores, gramados
e basicamente plantas, correto? E estes ecossistemas, você vai perceber que eles são povoados,
e logo saberá que são povoados de animais, e, em seguida, vai perceber que na escola
aprendemos sobre o muro invisível que é feito de bactérias e vírus, porque alguns
nos infectam e trazem doenças. Mas há uma quinta categoria de vida, que é extremamente
importante e que as pessoas têm negligenciado. Até meus colegas biólogos não conhecem
muito sobre ela. Então qual é a quinta categoria de vida? Supreendentemente, todos já viram,
é muito óbvio, na verdade. E aqui está. Isto é a quinta categoria de vida.
Então, o que têm em comum os penhascos brancos de Dover, a catedral de Notre Dame, de Paris,
e as pirâmides do Egito? Todas estas grandes construções são feitas de pequenos esqueletos
de protistas. Aqui temos cocolitóforos e forminifera construindo estas coisas, quase
todos puros protistas. Então protistas são organismos unicelulares, os primeiros a encapsularem
a matéria genética dentro do núcleo. A membrana nuclear, a membrana celular, tem
um trânsito intenso de vesículas e membranas entre o núcleo e a célula. E de fato, se
você olhar para a história do sistema da Terra como um todo, são 4 bilhões de anos.
É impressionante pensar que em dois terços desse tempo existiam unicamente bactérias
e viroses na Terra.
A primeira atividade protista foi há um bilhão de anos, aproximadamente, e eles irradiaram
em diversidade, com pelo menos 8 mega divisões de vida. Uma destas gerou os animais, depois
outra gerou as plantas, muito depois, 400 milhões de anos atrás. Protistas são fantásticos
porque - uma coisa muito importante é que - eles criam estas membranas ativas e com
estas membranas, eles conseguem agarrar-se nas paredes, nas paredes celulares, e conseguem
construir um monte de esqueletos muito bonitos, criados a partir da matéria do mundo externo.
Assim, por exemplo, eles constroem esqueletos de polissacarídeos, que são uma espécie
de plástico e estes dinoflagelados. Conseguem construir o esqueleto de vidro, isso aqui
é vidro. Então cada um desses é só uma célula. Imaginem estas células construindo
vidro, na temperatura da água do mar. Fazer um objeto áspero de vidro, é preciso esquentar
areia a pelo menos 1.000 graus, então estas são nanotecnologias muito, muito inteligentes.
Talvez os mais impressionantes sejam os cocolitóforos, que constroem pequenos objetos de calcita
dentro da célula e depois expulsam o objeto e criam esta bela estrutura. Vou mostrar um
pequeno filme de uma colega, Allison Taylor da Universidade de Carolina do Norte, que
basicamente descalcificou um cocolitóforo, esta célula. E aqui, vocês veem a célula
construindo esse pequeno objeto fantástico, que é só um mícron, então dentro da célula
você vê esta pedra que é muito grande em comparação com a célula, sendo construída
dentro e depois expulsa para fora e depois criando esta estrutura linda. Esta célula
é relativamente simples em comparação à que vou mostrar no próximo slide. No próximo
slide vocês terão espécies que constroem estruturas diferentes e que montam todas essas
estruturas diferentes em conjuntos ainda mais complexos e bonitos.
Vou deixá-los curtir esta última amostra de nanotecnologia. E olhem para aquelas células,
esta aqui é só uma célula construindo estas estruturas e juntando essas estruturas; estas
são calcitas. E agora por último: esta célula está dentro e imagine que está construindo
estas pedras grandes, em comparação com o tamanho da célula, dentro da célula e
montando ali, é incrível, não? Protistas não são só bonitos, mas são também muito
poderosos. Essa aqui é a costa da Noruega e, aqui abaixo das nuvens, você vê esta
água leitosa no mar que é puro protista, é a penugem dos cocolitóforos, e de fato,
estes cocolitóforos floram e desabrocham no hemisfério norte e sul na primavera. Também
podem às vezes, por exemplo, aqui é o Mar ***, que está virando completamente branco
por conta da espécie emiliania huxleyi, esta espécie, particularmente, cria mais calcita
do que qualquer outra, qualquer outra, incluindo os corais.
Então é bem impressionante, eu acho, ver que precisamos nos distanciar de casa, da
Terra, para perceber a grande importância deste pedaço esquecido da vida, que são
os protistas. Na verdade, os protistas são muito próximos de nós. Veja este filminho,
você deveria... O filme deveria te tocar, porque este filme... Você deveria sentir
emoção ao ver isso, porque é você, todos vocês têm milhares destes, chamados de neutrófilos,
nas veias, aqui temos células sanguíneas, estas eucariotas, e aqui, esta é uma célula
humana, procurando bactéria. Acabei de colocar um outro pequeno filme de uma ameba, só para
ver a semelhança entre a célula humana e a ameba. Na verdade, é bem extraordinário
saber que o sangue, a composição, a composição química do sangue é muito parecida com a
do mar, no que se refere ao sal. Então, o corpo humano é feito de sete mil tipos de
células diferentes, e temos duas destes aqui. Num pedaço de mar, somos realmente um pedaço
de mar ambulante, eu acho.
Aqui é mais um protista humano, talvez você já tenha visto que são espermatozoides,
que vão nos dizer que todos nós fomos, em algum momento da vida, um protista se desenvolvendo
por ali. Existe um lugar no mundo onde os protistas são tão abundantes quanto os espermatozoides,
e é aqui: isto é plâncton. E o plâncton, essa filmagem é bem impressionante, fornecida
pelo David Hanan, na Austrália, e isso é real. Microrganismos de plâncton. Nunca vi
estes pequenos organismos assim no mar, no escuro do mar. Foi filmado durante a noite
em Papua-Nova Guiné e você vê o plâncton, que é totalmente maluco, parece que estamos
num filme de Charles Chaplin, não é? Com tudo se movimentando muito rapidamente, é
colorido e, se compararmos com a floresta que mostrei antes, não há plantas. Não
existem arvores grandes, estáticas. Na verdade, os protistas estão realizando a reação,
pegando a luz e criando carbono e produzindo oxigênio; então estão produzindo oxigênio,
e substituindo o papel das plantas, mas muito antes das plantas. Bem impressionante, não
é? É como se fosse uma explosão de vida.
Esse ecossistema é, de fato, o maior ecossistema no mundo. 98% do volume da biosfera é plâncton
– 98%. Temos satélites que estão tirando fotos destes plâncton há 10 anos; basicamente
o satélite tirou fotos da cor dos oceanos. E toda essa matéria verde que você vê aqui
na Terra é protista fotossintético e cianobactérias que estão pegando, criando vida no oceano.
E tem todos os tipos de plâncton, viroses, bactérias, zooplâncton, mas o que é mais
importante é que, com essa fotografia de satélite, podemos calcular que os plâncton
estão produzindo metade do carbono do mundo e metade do oxigênio que respiramos.
Mais importante do que isso é que a matéria está afundando, parte da matéria, sabe,
quando morre, está afundando para o oceano profundo e até o fundo, um pedaço da matéria
está indo até o fundo do oceano. E isso é importante porque coloca, cria uma camada
de cem metros ou de um quilômetro de espessura, camadas de plâncton mortos no fundo do oceano
e este mecanismo, chamado a bomba do oceano, é que criou a atmosfera oxidada que respiramos
hoje. E também é o que é muito importante para manter o clima em que vivemos hoje.
Então, tenho sido... Sou viciado em plâncton e protistas, e sempre sonhei em juntar uma
grande expedição, realmente conhecer o que é essa matéria verde. Aí eu conheci, tive
a sorte de conhecer, cinco anos atrás, umas pessoas muito interessantes, alguns outros
viciados em protistas, os cientistas Eric Karsenti, Gaby Gorsky e Chris Bowler e, muito
importante, conhecemos Etienne Bourgois e Roman Troublé, que estão na plateia hoje,
porque Etienne e Roman são os donos de um barco lindo que se chama Tara. É um veleiro
que era de Peter Blake anteriormente e todos nós decidimos fazer a maior festa para pescar
plâncton que já foi feito.
Equipamos a Tara. Este aqui é Tara, este barco, este veleiro de 36 metros. E equipamos
Tara com os diferentes apetrechos para coleta de plâncton, dos menores organismos aos maiores,
e claro, incluindo protista, porque eu era parte do jogo. Vou mostrar um pouco como ele
era. Aqui é o convés do Tara, colocamos apetrechos, redes para plâncton, sistema
de bombeamento, tínhamos um monte de instrumentos chiques para medir a física e a química
do ambiente. E tínhamos este pequeno laboratório aqui. Isso aqui é dentro do laboratório,
aqui fizemos as amostragens do plâncton, dos menores organismos, os vírus, aos maiores,
os animais. Onze tamanhos, muito, muito sistematicamente e estávamos preservando este plâncton para
análise posterior de triagem de alto rendimento (high-throughput), genética e morfológica.
Fizemos essa viagem incrível de dois anos e meio no mar. Terminamos faz dois meses.
Voltamos para Brittany, onde eu moro e isso, ao longo desse trajeto, cada um desses pontinhos
vermelhos aqui é um lugar onde paramos para dois, três dias e coletamos plâncton em
três níveis de profundidade, onze tamanhos, com muitos dados ambientais. Aí voltamos
com esse banco de dados gigante de material, o maior sobre plâncton. Vou lhes mostrar
agora os primeiros resultados que tivemos. Basicamente, estamos usando o material obtido
para analisar usando sequência de altíssimo rendimento (high-throughput sequencing) de
DNA e métodos de imagem que fornecem imagens automáticas. Essa é a primeira sequência
que fizemos de 36 estações, que são espalhados ao redor do mundo, e já temos a sequência
de meio bilhão de pedaços de ribossomos. Ribossomos são moléculas que traduzem o
DNA em proteínas e são bons marcadores de biodiversidade, basicamente, se tiver um ribossomo
diferente, você vai ter um táxon diferente.
Fizemos então, as sequências dos ribossomos dos diferentes habitat e o que é muito impressionante
é que podemos observar que, tem esse número diferente de sequências e esse número diferente
de espécies de ribossomos e vocês podem ver que estamos chegando a meio bilhão de
ribossomos e estamos saturando a diversidade de eucariotas no mar, protistas mais animais.
Basicamente, estamos saturando em 1,5 milhão de espécies de ribossomos destes organismos,
que corresponde mais ou menos ao nível de espécie ou genus. Isso parece enorme para
as pessoas que estão estudando o plâncton ou a morfologia dos organismos. Para mim – eu
estava esperando mais – pensava que o mundo era bem mais complexo do que isso, conhecendo
a complexidade dos protistas, e pensava que poderia haver bilhões de espécies. Estou
muito feliz com esses resultados porque vemos este limite, vemos o limite do sistema e vemos
que vamos entender, que vamos conseguir contar todos esses organismos, utilizando a sequência
do DNA para entender sua ecologia. Isso é muito promissor.
Agora, paralelamente a este estudo genético, o que estamos fazendo é utilizar o microscópio
de alto rendimento para fotografar. Aqui se pode ver meio litro de água tingida com corantes
diferentes; assim se pode tingir as células com corantes diferentes e aí o microscópio
pode tirar fotos automaticamente de todos os objetos e classificá-los. Temos uns softwares
incríveis para reconhecer as células e famílias. Aqui temos o zoom destas partículas pequenas,
por exemplo. E pode falar para o microscópio voltar para a célula e realmente entrar dentro
da célula e fazer cortes diferentes da célula para ver o que há de dentro das células,
dos protistas. Aqui você vê dentro das células e pode até reconstruir vídeos em 3D destes
protistas que nunca tínhamos visto, aqui são dinoflagelados e aqui datam com toda
sua estrutura, núcleo, órgãos, etc. Isso, então, é muito importante porque além da
descrição genética do mundo, também demos corpo às sequências, o que é importante
porque precisamos entender a biodiversidade do planeta, mas também de que são feitos
estes organismos e para que são usados no ecossistema.
Vou terminar meu discurso com este último slide que fala sobre o sonho que todos nós
temos quando começamos a expedição Tara-Ocean e o sonho é que a célula final, o protista
final, o verdadeiro, o um para todos, como é o título deste bloco, é, na verdade,
o sistema da Terra. Acho que o sistema da Terra parece muito com uma célula, parece
realmente com uma célula. Aqui se pode ver um filme feito pela NASA, que é um modelo
da superfície da Terra, e então podemos ver a fisiologia da Terra, se quisermos, podemos
fazer uma boa modelagem da fisiologia da Terra hoje em dia.
Também pode trabalhar como paleontologista e paleo-ecologista, temos dados maravilhosos
sobre a ontogenia da Terra, que está representada aqui, na sedimentação dos continentes, não
é? A escala de tempo é de um milhão de anos, e se pode ver a derivação da forma
dos continentes e isso não é um fenômeno cíclico, é um fenômeno direcional. Isto
é a ontogenia da Terra, que me lembra um pouco estes pequenos cocolitóforos. E agora,
hoje, o que é muito interessante é que os biólogos estão produzindo muitos, muitos
dados de sequências e imagens. A Biologia está se tornando uma ciência nova, uma ciência
baseada em sistemas, estamos saindo do sistema de modelos, temos que estudar os sistemas.
E isso é o que queríamos fazer com Tara, mostrar que podemos construir um sistema,
com detalhes ecossistêmicos na escala planetária.
Só para dizer para onde isso está indo, vou mostrar um vídeo aqui, o último vídeo.
É um modelo feito pelo Mick Follows, do MIT, um membro da nossa equipe no Tara-Ocean. E
Mick, basicamente está usando a fisiologia da Terra e está colocando as células diferentes
nos sistemas e deixando elas crescerem, evoluírem, se comerem, etc e aumentando a complexidade
desta modelagem fantástica. Depois pode se ver como as coisas tendem a se organizar na
fisiologia da Terra e basicamente ele pode imitar onde os organismos estão distribuídos
na Terra e é muito interessante. Eu acho que nos próximos 30 anos teremos umas modelagens
muito boas do Planeta Terra, que é como uma célula e é muito importante porque podemos
conhecer o sistema e saber como nós, como humanidade, pode viver em equilíbrio com
todos estes organismos porque dependemos destes organismos, não existe nenhum organismo que
possa viver sem o outro. Este é um dos objetivos da expedição Tara-Ocean. Obrigado.