The mysterious microbes living deep inside the earth -- and how they could help humanity | K. Lloyd

Tradutor: Carolina Aguirre Revisor: Maricene Crus

It may seem like we're all standing on solid earth right now,

Pode parecer que estamos todos em pé na terra firme agora,

but we're not.

mas nós não estamos.

The rocks and the dirt underneath us are crisscrossed by tiny little fractures

As rochas e a terra debaixo de nós contêm minúsculas e pequenas fraturas

and empty spaces.

e espaços vazios.

And these empty spaces are filled with astronomical quantities of microbes,

E esses espaços estão cheios de quantidades astronômicas de micróbios,

such as these ones.

como esses.

The deepest that we found microbes so far into the earth

O mais profundo que encontramos micróbios até agora na Terra

is five kilometers down.

foram cinco quilômetros abaixo.

So like, if you pointed yourself at the ground

Se nos posicionássemos para o chão

e saíssemos correndo para baixo,

and took off running into the ground,

you could run an entire 5K race and microbes would line your whole path.

faríamos uma corrida de 5 km e micróbios se alinhariam em todo o caminho.

Podem nunca ter pensado nesses micróbios que estão no interior da crosta terrestre,

So you may not have ever thought about these microbes

that are deep inside earth's crust,

mas já devem ter pensado nos micróbios que vivem em nossas entranhas.

but you probably thought about the microbes living in our guts.

If you add up the gut microbiomes

Se somarmos os microbiomas do intestino

of all the people and all the animals on the planet,

de todas as pessoas e animais do planeta,

collectively, this weighs about 100,000 tons.

coletivamente, isso pesa cerca de 100 mil toneladas.

This is a huge biome that we carry in our bellies every single day.

Este é um imenso bioma que carregamos em nossas barrigas todos os dias.

We should all be proud.

Todos devemos nos orgulhar.

(Laughter)

(Risos)

But it pales in comparison to the number of microbes

Mas não é nada em comparação com o número de micróbios

that are covering the entire surface of the earth,

que cobrem toda a superfície da Terra,

like in our soils, our rivers and our oceans.

como em nossos solos, rios e oceanos.

Collectively, these weigh about two billion tons.

Coletivamente, estes pesam cerca de 2 bilhões de toneladas.

But it turns out that the majority of microbes on earth

Mas a maioria dos micróbios na Terra

aren't even in oceans or our guts or sewage treatment plants.

não estão nos oceanos, em nossas entranhas ou estações de tratamento de esgoto.

Most of them are actually inside the earth's crust.

A maioria deles está na verdade no interior da crosta terrestre.

So collectively, these weigh 40 billion tons.

Coletivamente, estes pesam 40 bilhões de toneladas.

This is one of the biggest biomes on the planet,

Este é um dos maiores biomas do planeta,

and we didn't even know it existed until a few decades ago.

e nem sabíamos que existia até algumas décadas atrás.

So the possibilities for what life is like down there,

Então as possibilidades de como é a vida lá embaixo,

or what it might do for humans,

ou o que poderia fazer pelos humanos,

are limitless.

são ilimitadas.

This is a map showing a red dot

Este mapa mostra pontos vermelhos

for every place where we've gotten pretty good deep subsurface samples

para todos os lugares onde temos amostras muito boas do subsolo profundo

with modern microbiological methods,

com métodos microbiológicos modernos.

and you may be impressed

Podem estar impressionados

that we're getting a pretty good global coverage,

por termos uma boa cobertura global

mas, na verdade, se lembrarem que esses são os únicos lugares

but actually, if you remember that these are the only places

de onde temos amostras, não é tão impressionante.

that we have samples from, it looks a little worse.

If we were all in an alien spaceship,

Se estivéssemos numa nave alienígena,

trying to reconstruct a map of the globe from only these samples,

tentando reconstruir um mapa do globo a partir dessas amostras,

we'd never be able to do it.

nós nunca seríamos capazes de fazer isso.

So people sometimes say to me,

As pessoas às vezes me perguntam:

"Yeah, there's a lot of microbes in the subsurface, but ...

"Sim, há muitos micróbios no subsolo mas,

aren't they just kind of dormant?"

eles não estão dormentes?"

This is a good point.

Esta é uma boa questão.

Relative to a ficus plant or the measles or my kid's guinea pigs,

Comparados a um ficus, ao sarampo ou ao porquinho-da-índia do meu filho,

these microbes probably aren't doing much of anything at all.

esses micróbios provavelmente não estão fazendo muita coisa.

We know that they have to be slow, because there's so many of them.

Sabemos que devem ser lentos, porque há muitos deles.

If they all started dividing at the rate of E. coli,

Se todos eles começarem a se dividir à taxa do E. coli,

then they would double the entire weight of the earth, rocks included,

pesariam o dobro de todo o peso da Terra, rochas incluídas,

over a single night.

em uma única noite.

In fact, many of them probably haven't even undergone a single cell division

Na verdade, muitos deles provavelmente sequer passaram por uma divisão celular

since the time of ancient Egypt.

desde a época do antigo Egito.

Which is just crazy.

O que é muito doido.

Like, how do you wrap your head around things that are so long-lived?

Tipo, como compreender criaturas que vivem há tanto tempo assim?

But I thought of an analogy that I really love,

Pensei numa analogia que eu realmente amo, mas que é estranha e complicada.

but it's weird and it's complicated.

So I hope that you can all go there with me.

Então espero que todos entendam.

Alright, let's try it.

Tudo bem, vamos tentar.

It's like trying to figure out the life cycle of a tree ...

É como tentar descobrir o ciclo de vida de uma árvore,

if you only lived for a day.

se vivêssemos apenas por um dia.

So like if human life span was only a day, and we lived in winter,

Como se a duração da vida humana fosse apenas de um dia e vivêssemos no inverno,

then you would go your entire life

então passaríamos a vida toda

without ever seeing a tree with a leaf on it.

sem nunca ver uma árvore com uma folha nela.

And there would be so many human generations

E haveria tantas gerações humanas

that would pass by within a single winter

durante um único inverno

that you may not even have access to a history book

que poderíamos não ter acesso a um livro de história

that says anything other than the fact that trees are always lifeless sticks

que não dissesse outra coisa senão que as árvores são sempre espetos sem vida

that don't do anything.

que não fazem nada.

Of course, this is ridiculous.

Claro, isso é ridículo.

We know that trees are just waiting for summer

Sabemos que as árvores esperam o verão para que possam se reativar.

so they can reactivate.

But if the human life span

Mas se o tempo de vida humano

were significantly shorter than that of trees,

fosse significativamente mais curto do que o das árvores,

we might be completely oblivious to this totally mundane fact.

poderíamos ficar completamente alheios a esse fato totalmente mundano.

So when we say that these deep subsurface microbes are just dormant,

Quando dizemos que esses micróbios subterrâneos profundos estão dormentes,

are we like people who die after a day, trying to figure out how trees work?

somos como pessoas que vivem um só dia, tentando descobrir como árvores funcionam?

What if these deep subsurface organisms

E se os organismos subterrâneos profundos

are just waiting for their version of summer,

estão apenas esperando pela versão do verão deles,

but our lives are too short for us to see it?

mas nossa vida é muito curta para nós vermos isto?

If you take E. coli and seal it up in a test tube,

Se selarmos E. coli em um tubo de ensaio,

with no food or nutrients,

sem comida ou nutrientes,

and leave it there for months to years,

e deixá-lo lá por meses ou anos,

most of the cells die off, of course, because they're starving.

a maioria das células morre, é claro, de fome.

But a few of the cells survive.

Mas algumas células sobrevivem.

If you take these old surviving cells

Se pegamos as velhas células sobreviventes

and compete them, also under starvation conditions,

e as fazemos competir, também sob condições de fome,

against a new, fast-growing culture of E. coli,

contra uma nova cultura de E. coli de rápido crescimento,

the grizzled old tough guys beat out the squeaky clean upstarts

os caras durões e grisalhos derrotam os novatos fresquinhos e barulhentos

every single time.

todas as vezes.

So this is evidence there's actually an evolutionary payoff

Então, isso é prova de que há realmente uma recompensa evolutiva

to being extraordinarily slow.

por ser extraordinariamente lento.

So it's possible

Então, é possível

that maybe we should not equate being slow with being unimportant.

que talvez não devamos equiparar lentidão com irrelevância.

Maybe these out-of-sight, out-of-mind microbes

Talvez esses micróbios "longe dos olhos, longe do coração",

could actually be helpful to humanity.

poderiam realmente ser úteis para a humanidade.

OK, so as far as we know,

Então, até onde sabemos,

there are two ways to do subsurface living.

existem duas maneiras de viver no subsolo.

The first is to wait for food to trickle down from the surface world,

A primeira é esperar que a comida escorra do mundo da superfície,

like trying to eat the leftovers of a picnic that happened 1,000 years ago.

como comer as sobras de um piquenique que aconteceu há mil anos.

Which is a crazy way to live,

Que é uma maneira louca de se viver

but shockingly seems to work out for a lot of microbes in earth.

mas, surpreendentemente, funciona para muitos micróbios na Terra.

The other possibility is for a microbe to just say,

A outra possibilidade é que um micróbio apenas diga:

"Nah, I don't need the surface world.

"Eu não preciso do mundo da superfície. Estou bem aqui embaixo".

I'm good down here."

For microbes that go this route,

Os micróbios que usam esse caminho

they have to get everything that they need in order to survive

precisam obter tudo o que precisam para sobreviver

from inside the earth.

do interior da Terra.

Some things are actually easier for them to get.

Algumas coisas são mais fáceis para eles conseguirem.

They're more abundant inside the earth,

Há mais abundância no interior da Terra,

like water or nutrients, like nitrogen and iron and phosphorus,

como água, nutrientes como nitrogênio, ferro e fósforo,

or places to live.

ou lugares para viver.

These are things that we literally kill each other to get ahold of

Estas são coisas que literalmente matamos para conseguir

up at the surface world.

no mundo da superfície.

But in the subsurface, the problem is finding enough energy.

Mas no subsolo, o problema é encontrar energia suficiente.

Up at the surface,

Na superfície,

plants can chemically knit together carbon dioxide molecules into yummy sugars

plantas podem quimicamente unir moléculas de dióxido de carbono em açúcares gostosos

as fast as the sun's photons hit their leaves.

tão rápido quanto os fótons do sol atingem suas folhas.

But in the subsurface, of course, there's no sunlight,

Mas no subsolo, claro, não há luz solar,

so this ecosystem has to solve the problem

então esse ecossistema tem que resolver o problema

of who is going to make the food for everybody else.

de quem vai fazer a comida para todos os outros.

The subsurface needs something that's like a plant

O subsolo precisa de algo que é como uma planta,

but it breathes rocks.

mas que respire rochas.

Luckily, such a thing exists,

Por sorte, existe tal criatura

and it's called a chemolithoautotroph.

e é chamada de quimiolitoautotrófico,

(Laughter)

(Risos)

Which is a microbe that uses chemicals -- "chemo,"

que é um micróbio que usa produtos químicos, "quimio",

from rocks -- "litho,"

das rochas, "lito",

to make food -- "autotroph."

para fazer comida, "autotrófico".

And they can do this with a ton of different elements.

E eles podem fazer isso com vários elementos diferentes:

They can do this with sulphur, iron, manganese, nitrogen, carbon,

enxofre, ferro, manganês, nitrogênio, carbono.

some of them can use pure electrons, straight up.

Alguns deles podem usar elétrons puros, diretamente.

Like, if you cut the end off of an electrical cord,

Tipo, se cortarmos a ponta de um cabo elétrico,

they could breathe it like a snorkel.

eles poderiam respirar como num snorkel.

(Laughter)

(Risos)

These chemolithoautotrophs

Estes quimiolitoautotróficos

take the energy that they get from these processes

pegam a energia que obtêm desses processos

and use it to make food, like plants do.

e usam para fazer comida, como as plantas.

But we know that plants do more than just make food.

Mas sabemos que as plantas fazem mais do que apenas comida.

They also make a waste product, oxygen,

Elas também fazem um produto residual, oxigênio,

which we are 100 percent dependent upon.

do qual somos 100% dependentes.

But the waste product that these chemolithoautotrophs make

Mas o produto residual que esses quimiolitoautotróficos fazem

is often in the form of minerals,

é muitas vezes sob a forma de minerais,

like rust or pyrite, like fool's gold,

como ferrugem ou pirita, como ouro de tolo,

or carminites, like limestone.

ou carminites, como calcário.

So what we have are microbes that are really, really slow, like rocks,

O que temos são micróbios muito lentos, como rochas,

that get their energy from rocks,

que obtêm energia das rochas

that make as their waste product other rocks.

e fazem outras rochas como seus resíduos.

So am I talking about biology, or am I talking about geology?

Estou falando de biologia ou de geologia?

This stuff really blurs the lines.

Essas criaturas são realmente confusas.

(Laughter)

(Risos)

So if I'm going to do this thing,

Então, se eu quero entender isso,

and I'm going to be a biologist who studies microbes

e serei uma bióloga que estuda micróbios

that kind of act like rocks,

que agem um pouco como rochas,

then I should probably start studying geology.

eu provavelmente deveria começar a estudar geologia.

And what's the coolest part of geology?

E qual é a parte mais legal da geologia?

Volcanoes.

Vulcões.

(Laughter)

(Risos)

This is looking inside the crater of Poás Volcano in Costa Rica.

Aqui, vemos o interior da cratera do vulcão Poás, na Costa Rica.

Many volcanoes on earth arise because an oceanic tectonic plate

Muitos vulcões na Terra surgem porque uma placa tectônica oceânica

crashes into a continental plate.

colide com uma placa continental.

As this oceanic plate subducts

Conforme esta placa oceânica sofre subducção

or gets moved underneath this continental plate,

ou é movida para baixo desta placa continental,

things like water and carbon dioxide and other materials

coisas como água, dióxido de carbono e outras substâncias

get squeezed out of it,

são espremidas disso, como um pano molhado sendo torcido.

like ringing a wet washcloth.

So in this way, subduction zones are like portals into the deep earth,

Desta forma, zonas de subducção são como portais para as profundezas da Terra,

where materials are exchanged between the surface and the subsurface world.

havendo troca de substâncias entre a superfície e o mundo subterrâneo.

So I was recently invited by some of my colleagues in Costa Rica

Recentemente, fui convidada por alguns colegas na Costa Rica

to come and work with them on some of the volcanoes.

para trabalhar com eles em alguns vulcões.

And of course I said yes, because, I mean, Costa Rica is beautiful,

E é claro que eu disse sim, porque a Costa Rica é linda,

but also because it sits on top of one of these subduction zones.

mas também porque fica em cima de uma dessas zonas de subducção.

We wanted to ask the very specific question:

Queríamos fazer as seguintes perguntas:

Why is it that the carbon dioxide

"Por que o dióxido de carbono

that comes out of this deeply buried oceanic tectonic plate

que sai desta placa tectônica oceânica profundamente enterrada

is only coming out of the volcanoes?

só sai dos vulcões?

Why don't we see it distributed throughout the entire subduction zone?

Por que não vemos isso distribuído em toda a zona de subducção?

Do the microbes have something to do with that?

Os micróbios têm algo a ver com isso?"

So this is a picture of me inside Poás Volcano,

Esta é uma foto minha dentro do Vulcão Poás,

along with my colleague Donato Giovannelli.

junto com meu colega Donato Giovannelli.

That lake that we're standing next to is made of pure battery acid.

Aquele lago do qual estamos próximos é feito de ácido de bateria puro.

I know this because we were measuring the pH when this picture was taken.

Sei disso porque estávamos medindo o pH quando esta foto foi tirada.

And at some point while we were working inside the crater,

E enquanto estávamos trabalhando dentro da cratera,

perguntei ao meu colega costarriquenho, Carlos Ramírez:

I turned to my Costa Rican colleague Carlos Ramírez and I said,

"Alright, if this thing starts erupting right now,

"Tudo bem, se isso começar a entrar em erupção agora,

what's our exit strategy?"

qual é a nossa estratégia de fuga?"

And he said, "Oh, yeah, great question, it's totally easy.

E ele disse: "Ah, sim, ótima pergunta, é muito fácil.

Just turn around and enjoy the view."

Basta se virar e apreciar a vista.

(Laughter)

(Risos)

"Because it will be your last."

Porque será sua última".

(Laughter)

(Risos)

And it may sound like he was being overly dramatic,

E pode parecer que ele estava sendo excessivamente dramático,

but 54 days after I was standing next to that lake,

mas 54 dias depois que estive perto daquele lago,

this happened.

isso aconteceu.

Audience: Oh!

Plateia: Oh!

Freaking terrifying, right?

Aterrorizante, certo?

(Laughs)

(Risos)

This was the biggest eruption this volcano had had in 60-some-odd years,

Esta foi a maior erupção que este vulcão teve em 60 e poucos anos

and not long after this video ends,

e, não muito depois desse vídeo terminar,

the camera that was taking the video is obliterated

a câmera que estava filmando foi destruída

and the entire lake that we had been sampling

e todo o lago de onde tínhamos colhido amostras

vaporizes completely.

foi totalmente vaporizado.

But I also want to be clear

Mas eu também quero deixar claro

that we were pretty sure this was not going to happen

que tínhamos certeza que isso não aconteceria

no dia em que estávamos no vulcão,

on the day that we were actually in the volcano,

porque a Costa Rica os monitora com muito cuidado

because Costa Rica monitors its volcanoes very carefully

através do Instituto OVSICORI,

through the OVSICORI Institute,

and we had scientists from that institute with us on that day.

e tínhamos cientistas daquele instituto conosco naquele dia.

But the fact that it erupted illustrates perfectly

Mas o fato de ele ter entrado em erupção ilustra perfeitamente

that if you want to look for where carbon dioxide gas

que, para saber de onde o gás dióxido de carbono

is coming out of this oceanic plate,

está saindo dessa placa oceânica,

then you should look no further than the volcanoes themselves.

deve-se procurar nos próprios vulcões.

But if you go to Costa Rica,

Mas se vocês forem à Costa Rica,

you may notice that in addition to these volcanoes

podem notar que, além desses vulcões,

there are tons of cozy little hot springs all over the place.

há várias pequenas fontes termais aconchegantes por toda a parte.

Some of the water in these hot springs is actually bubbling up

Parte da água nestas fontes termais

from this deeply buried oceanic plate.

vem desta placa oceânica profundamente enterrada.

And our hypothesis was that there should be carbon dioxide

E nossa hipótese era a de que deveria haver dióxido de carbono

bubbling up with it,

borbulhando com essa água,

but something deep underground was filtering it out.

mas algo profundo no subsolo o estava filtrando.

So we spent two weeks driving all around Costa Rica,

Então passamos duas semanas dirigindo por toda a Costa Rica,

sampling every hot spring we could find --

coletando amostras em todas as fontes termais que encontramos;

it was awful, let me tell you.

foi horrível, devo lhes dizer.

And then we spent the next two years measuring and analyzing data.

E depois passamos os dois anos seguintes medindo e analisando esses dados.

And if you're not a scientist, I'll just let you know that the big discoveries

E se vocês não são cientistas, lhes digo que as grandes descobertas

don't really happen when you're at a beautiful hot spring

não acontecem quando estamos numa linda fonte termal ou em um palco público,

or on a public stage;

mas quando estamos debruçados sobre um computador bagunçado,

they happen when you're hunched over a messy computer

or you're troubleshooting a difficult instrument,

resolvendo um problema num instrumento complicado,

or you're Skyping your colleagues

ou numa videoconferência com colegas

because you are completely confused about your data.

porque estamos totalmente confusos sobre os dados.

Scientific discoveries, kind of like deep subsurface microbes,

As descobertas científicas, como micróbios subterrâneos profundos,

can be very, very slow.

podem ser muito lentas.

But in our case, this really paid off this one time.

Mas, no nosso caso, isso valeu a pena desta vez.

We discovered that literally tons of carbon dioxide

Descobrimos que literalmente toneladas de dióxido de carbono

were coming out of this deeply buried oceanic plate.

estavam saindo desta placa oceânica profundamente enterrada.

And the thing that was keeping them underground

E o que o mantinha no subsolo

and keeping it from being released out into the atmosphere

e o impedia que fosse liberado na atmosfera

was that deep underground,

era que, no subsolo profundo,

underneath all the adorable sloths and toucans of Costa Rica,

debaixo de todas as adoráveis preguiças e tucanos da Costa Rica,

were chemolithoautotrophs.

estavam os quimiolitoautotróficos.

These microbes and the chemical processes that were happening around them

Esses micróbios e os processos químicos acontecendo ao seu redor

were converting this carbon dioxide into carbonate mineral

estavam convertendo esse dióxido de carbono em mineral de carbonato

and locking it up underground.

e prendendo-o no subsolo.

Which makes you wonder:

O que nos faz pensar:

If these subsurface processes are so good at sucking up

"Se esses processos no subsolo são tão bons em sugar

all the carbon dioxide coming from below them,

todo o dióxido de carbono vindo de baixo deles,

could they also help us with a little carbon problem

também podem nos ajudar com um probleminha de carbono

we've got going on up at the surface?

que estamos tendo na superfície?"

Humans are releasing enough carbon dioxide into our atmosphere

Nós seres humanos estamos liberando tanto dióxido de carbono em nossa atmosfera

that we are decreasing the ability of our planet

que estamos diminuindo a capacidade do nosso planeta

to support life as we know it.

de sustentar a vida como a conhecemos.

And scientists and engineers and entrepreneurs

Cientistas, engenheiros e empresários estão trabalhando em métodos

are working on methods to pull carbon dioxide

para extrair dióxido de carbono dessas fontes pontuais,

out of these point sources,

so that they're not released into the atmosphere.

impedindo que seja liberado na atmosfera.

And they need to put it somewhere.

E precisam colocá-lo em algum lugar.

So for this reason,

Por isso, precisamos continuar estudando lugares para armazenar esse carbono,

we need to keep studying places where this carbon might be stored,

possibly in the subsurface,

possivelmente no subsolo,

to know what's going to happen to it when it goes there.

pra saber o que acontecerá quando ele for para lá.

Will these deep subsurface microbes be a problem because they're too slow

Será que esses micróbios subterrâneos serão um problema, por serem lentos

para manter alguma coisa lá embaixo?

to actually keep anything down there?

Or will they be helpful

Ou será que eles serão úteis

because they'll help convert this stuff to solid carbonate minerals?

porque ajudarão a converter isso em minerais sólidos de carbonato?

If we can make such a big breakthrough

Se conseguimos fazer um grande avanço apenas com um estudo na Costa Rica,

just from one study that we did in Costa Rica,

then imagine what else is waiting to be discovered down there.

imaginem o que mais nos espera para ser descoberto lá embaixo.

This new field of geo-bio-chemistry, or deep subsurface biology,

Este novo campo de "geobioquímica", ou biologia profunda do subsolo,

or whatever you want to call it,

ou como quiserem chamá-lo,

is going to have huge implications,

terá enormes implicações,

not just for mitigating climate change,

não só para atenuar a mudança climática,

but possibly for understanding how life and earth have coevolved,

mas possivelmente para entender como a vida e a Terra evoluíram,

or finding new products that are useful for industrial or medical applications.

ou achar novos produtos que sejam úteis para aplicações industriais ou médicas.

Maybe even predicting earthquakes

Talvez até prever terremotos

or finding life outside our planet.

ou encontrar vida fora do nosso planeta.

It could even help us understand the origin of life itself.

Pode até nos ajudar a entender a origem da própria vida.

Fortunately, I don't have to do this by myself.

Felizmente, não tenho que fazer isso sozinha.

I have amazing colleagues all over the world

Tenho colegas incríveis em todo o mundo

who are cracking into the mysteries of this deep subsurface world.

que estão entrando nos mistérios desse profundo mundo subterrâneo.

And it may seem like life buried deep within the earth's crust

E pode parecer que a vida enterrada no fundo da crosta terrestre

is so far away from our daily experiences that it's kind of irrelevant.

está tão longe de nossas experiências diárias que é meio que irrelevante.

But the truth is that this weird, slow life

Mas essa vida estranha e lenta

may actually have the answers to some of the greatest mysteries

pode realmente ter as respostas para alguns dos maiores mistérios

of life on earth.

da vida na Terra.

Thank you.

Obrigada.

(Applause)

(Aplausos)