Esta alga vulcânica extrema revela os segredos da fotossíntese 🌋
Imagem ilustrativa Pixabay
Esta alga, C. merolae, prospera em fontes termais ácidas, um ambiente hostil para a maioria das formas de vida. Os cientistas estudam como esse organismo realiza a fotossíntese em tais condições, oferecendo perspectivas inéditas sobre esse processo fonte de vida.
A equipe de pesquisa, liderada por Berkley Walker, publicou suas descobertas na revista Plant Physiology. Eles desenvolveram um modelo matemático para simular o mecanismo de concentração de carbono de C. merolae, uma ferramenta valiosa para estudos futuros.
Anne Steensma, coautora principal do estudo, explica que C. merolae possui uma versão simplificada do mecanismo de concentração de carbono. Essa simplicidade permite que os pesquisadores identifiquem os elementos essenciais desse processo.
A colaboração com o departamento de estatística e probabilidade da universidade foi crucial. Juntos, eles refinaram o modelo para que ele refletisse da melhor forma o comportamento real da alga, abrindo caminho para experimentos virtuais.
Esse modelo permite que os cientistas testem diferentes condições em C. merolae, como a remoção de certas partes de seu mecanismo de concentração de carbono. Esses experimentos virtuais ajudam a entender quais elementos são indispensáveis para a fotossíntese.
Modelo dos fluxos e reservatórios de carbono inorgânico dissolvido (CO₂, HCO₃⁻) e oxigênio (O₂) em diferentes compartimentos celulares. Os fluxos enzimáticos são indicados por círculos, e alguns processos como a fotorrespiração (PR) e a respiração na luz (RL) são especificados. Todos os fluxos são reversíveis, exceto aqueles relacionados à produção ou consumo de matéria.
Berkley Walker planeja usar esse conhecimento para melhorar a fotossíntese em outros organismos. Essa pesquisa pode ter implicações significativas para a agricultura sustentável, aumentando a eficiência da conversão de luz em energia.
O que é o mecanismo de concentração de carbono?
O mecanismo de concentração de carbono (CCM) é um processo biológico utilizado por alguns organismos fotossintéticos para aumentar a eficiência da fotossíntese. Ele funciona concentrando o dióxido de carbono ao redor da enzima Rubisco, que catalisa a primeira etapa da fixação de carbono.
Em condições normais, a Rubisco pode fixar oxigênio em vez de CO2, um processo ineficiente chamado fotorrespiração. O CCM minimiza essa perda aumentando a concentração de CO2 ao redor da Rubisco, melhorando assim a eficiência da fotossíntese.
As plantas terrestres desenvolveram estruturas complexas para seu CCM. Algas como C. merolae usam mecanismos mais simples, oferecendo uma perspectiva única sobre a evolução da fotossíntese. O estudo de C. merolae permite que os cientistas entendam os elementos essenciais do CCM.
Por que estudar organismos extremófilos?
Organismos extremófilos, como C. merolae, vivem em ambientes considerados hostis para a maioria das formas de vida. Esses organismos desenvolveram adaptações únicas para sobreviver a altas temperaturas, pH extremos ou altas concentrações de metais pesados.
O estudo desses organismos oferece dados valiosos sobre os limites da vida e os mecanismos biológicos que permitem a sobrevivência em condições extremas. Esse conhecimento pode ser aplicado em diversos campos, da biotecnologia à astrobiologia.
Por exemplo, entender como C. merolae realiza a fotossíntese em fontes termais ácidas pode inspirar métodos para melhorar a resistência das culturas agrícolas a estresses ambientais, como seca ou salinidade.
Além disso, as enzimas e outras moléculas produzidas por extremófilos têm aplicações industriais, como na produção de biocombustíveis ou no tratamento de resíduos tóxicos. Esses organismos são, portanto, uma valiosa fonte de pesquisa científica e tecnológica.