Os geólogos têm uma espécie de “diário íntimo” da Terra: testemunhos de sondagem — cilindros de sedimento e rocha que guardam a memória física de milhões ou bilhões de anos. Na Austrália, um conjunto desses arquivos subterrâneos, formado por argilito, acaba de entregar uma revelação crucial sobre a evolução da vida complexa. Um estudo publicado na revista Nature mostra que fósseis de eucariotos datados de 1,4 a 1,75 bilhão de anos atrás — os mais antigos já encontrados — só aparecem em camadas que registravam a presença de oxigênio.

Os dois grandes grupos da vida

A biologia classifica todos os seres vivos em dois domínios fundamentalmente distintos. De um lado, os procariontes (bactérias e arqueias): células simples, sem núcleo, sem mitocôndrias, em geral unicelulares. Eles são os donos do planeta em quantidade — são cerca de cinco nonilhões, um número tão astronômico que superaria o peso de toda a Terra medido em colheres de chá por um fator de mil. Surgiram há cerca de 4 bilhões de anos e reinaram sozinhos por pelo menos 2 bilhões de anos.

Do outro lado estão os eucariotos — o grupo que inclui animais, plantas, algas e fungos. Suas células são muito mais complexas: possuem núcleo, organelas e, na imensa maioria dos casos, dependem de oxigênio para obter energia (respiração aeróbica), que fornece o combustível necessário para a vida sofisticada.

O dilema do oxigênio primitivo

O problema é que a Terra primitiva não era nada oxigenada. Até cerca de 2,5 bilhões de anos atrás, o oxigênio atmosférico era praticamente zero. Mesmo após o Grande Evento de Oxidação, o nível do gás permaneceu em torno de 1% do que respiramos hoje. “Nós não conseguiríamos sobreviver ali”, resume Susannah Porter, professora da Universidade da Califórnia em Santa Bárbara (UCSB) e autora principal do estudo, ao The Conversation.

Se os eucariotos precisam de oxigênio, como teriam surgido em um mundo tão pobre do gás? Alguns pesquisadores propuseram que os primeiros eucariotos poderiam ter sido anaeróbicos, usando hidrogênio como fonte de energia. A nova pesquisa, no entanto, enterra essa hipótese.

A equipe analisou núcleos de argilito armazenados no Serviço Geológico do Território do Norte, em Darwin. Essas rochas contêm os fósseis de eucariotos mais antigos do mundo, com até 1,75 bilhão de anos. Os pesquisadores trituraram as amostras, dissolveram-nas e isolaram os resíduos orgânicos. Sob o microscópio, identificaram mais de 12 mil fósseis microscópicos.

Em seguida, correlacionaram a presença desses fósseis com as condições ambientais registradas nas camadas de rocha — o tipo de sedimento, os minerais indicadores de oxigênio. O resultado foi inequívoco: os eucariotos apareciam exclusivamente em amostras que haviam sido depositadas em ambientes com oxigênio. Nas camadas formadas em zonas anóxicas, só havia formas procarióticas simples.

“Fósseis de eucariotos foram encontrados em ambientes que vão de planícies de lama costeira a mar aberto, mas sempre em amostras depositadas em locais oxigenados”, afirmaram os autores Maxwell Lechte (Universidade de Sydney) e Leigh Anne Riedman (UCSB) em artigo complementar no The Conversation. “Amostras provenientes de ambientes sem oxigênio continham apenas formas procarióticas simples.”

Um segundo quebra-cabeça resolvido

A descoberta também explica um mistério de longa data. Por um período imenso — de cerca de 1,7 bilhão de anos atrás até aproximadamente 800 milhões de anos atrás — os eucariotos permaneceram pouco diversos e com formas muito semelhantes. Isso fazia sentido se eles estivessem confinados a pequenos nichos com níveis de oxigênio ainda baixos, incapazes de se expandir.

Foi apenas mais tarde, após extinções em massa que abriram espaço e com a proliferação de cianobactérias que produziam oxigênio mais rápido do que era consumido, que a vida complexa pôde enfim florescer.

Curiosamente, mesmo os fósseis mais antigos já mostravam uma diversidade e complexidade consideráveis. “Embora esses sejam os fósseis de eucariotos mais antigos já descritos, a diversidade e a variedade de formas alcançadas até então sugerem que eles têm uma história mais antiga”, observou Porter — ou seja, os eucariotos podem ter surgido ainda antes, e o registro dessa fase inicial aguarda ser descoberto.

O estudo é fruto de uma colaboração internacional e foi publicado na revista Nature. Para os autores, a pesquisa permite ir além de simples catálogos de fósseis. “Podemos imaginar onde viviam, o que faziam e quem eram”, disse Riedman. E, neste caso, já se sabe uma resposta importante: eles precisavam de oxigênio.

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