Study of Biogeochemical Processes Involving the Bacterium Acidithiobacillus ferrooxidans in Space Exploration (2023)
- Authors:
- Autor USP: SILVA, GABRIEL GONÇALVES - IQ
- Unidade: IQ
- DOI: 10.11606/T.46.2023.tde-28112025-111328
- Subjects: BIOGEOQUÍMICA; ASTROBIOLOGIA; ELETROFORESE (MÉTODO DE SEPARAÇÃO)
- Keywords: Acidithiobacillus ferrooxidans; Acidithiobacillus ferrooxidans; Astrobiologia; Astrobiology; Biogeochemistry; Biogeoquímica; Bioleaching; Biolixiviação; Capillary electrophoresis; Eletroforese capilar; Exploração espacial; Space exploration
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: Para compreender melhor as chances de encontrar ou espalhar a vida como a conhecemos nos lugares hostis do cosmos, tornou-se evidente a necessidade de entender como ela interage com ambientes e substratos fora da Terra. Assim, as pesquisas em astrobiologia passaram a demonstrar grande interesse por microrganismos extremófilos quimiolitoautotróficos, como a bactéria Acidithiobacillus ferrooxidans, que se destaca por ser capaz de utilizar reações químicas de espécies inorgânicas para obter a energia necessária ao seu metabolismo, fixando carbono inorgânico (como CO2) para produzir sua biomassa, enquanto precipita minerais portadores de Fe3+ como a Jarosita ao oxidar Fe2+. Neste trabalho, objetivamos explorar as interações biogeoquímicas entre A. ferrooxidans e substratos como meteoritos de ferro simulados e minerais de interesse em Marte. Também oferecemos um uso para o mineral Jarosita produzido, reaproveitando esse bioprecipitado como substrato durante a exploração espacial. Inicialmente, obteve-se a curva de crescimento do microrganismo no meio T&K tradicional e no meio "Meteorito Padrão" (SM), mimetizando a composição dos meteoritos de ferro. As constantes de taxa de crescimento (µ) foram 0,19 h-1 e 0,21 h-1 respectivamente, indicando ausência de efeito tóxico do Ni e Co. Enquanto isso, uma metodologia de eletroforese capilar de quantificação de Fe2+, Fe3+, Ni2+ e Co2+ foi desenvolvida usando 10 mmol L-1 HIBA/His e o detector de condutividade sem contato acoplado capacitivamente. Então, foi demonstrado que A. ferrooxidans foi capaz de crescer obtendo sua energia a partir da oxidação de Fe2+ proveniente de Siderita (µ = 0,017 ± 0,002 h-1) e Vivianita (µ = 0,07 ± 0,03 h-1), minerais contendo ferro que são de interesse em ambientes marcianos.Usando atmosfera sintética, foi demonstrado que a Siderita pode fornecer carbono inorgânico para o A. ferrooxidans através do íon CO32+. Em atmosfera inerte, o crescimento do organismo foi obtido em meio com Siderita, enxofre como doador de elétrons e Fe3+ solúvel como aceptor de elétrons, condição plausível para Marte. Finalmente, o mineral bioprecipitado do A. ferrooxidans crescendo em meio SM foi testado como solo para sustentar colheitas de alimentos durante missões tripuladas. Enquanto o bioprecipitado puro e suas misturas com ferro (simulando um asteroide metálico) e espirulina mostraram-se inviáveis como substrato para o cultivo de sementes de trigo, a mistura de palha e bioprecipitado (1:2 e 1:3 p/p) permitiu a germinação. Este último (57 ± 21 mm) teve um crescimento menor que o solo controle (150 ± 72 mm), enquanto as plantas apresentaram um aumento de cerca de 9 vezes na concentração de Co, 54 vezes a concentração de Fe e 171 vezes a concentração de Ni, o que pode causar danos a quem as consome. Desta forma, os achados aqui resumidos pretendem contribuir e ampliar as perspectivas e possibilidades de suas interações biogeoquímicas e as capacidades do metabolismo do A. ferrooxidans em um contexto astrobiológico.
- Imprenta:
- Data da defesa: 10.04.2023
- Este periódico é de acesso aberto
- Este artigo NÃO é de acesso aberto
-
ABNT
SILVA, Gabriel Gonçalves. Study of Biogeochemical Processes Involving the Bacterium Acidithiobacillus ferrooxidans in Space Exploration. 2023. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2023. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-28112025-111328/. Acesso em: 28 jan. 2026. -
APA
Silva, G. G. (2023). Study of Biogeochemical Processes Involving the Bacterium Acidithiobacillus ferrooxidans in Space Exploration (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-28112025-111328/ -
NLM
Silva GG. Study of Biogeochemical Processes Involving the Bacterium Acidithiobacillus ferrooxidans in Space Exploration [Internet]. 2023 ;[citado 2026 jan. 28 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-28112025-111328/ -
Vancouver
Silva GG. Study of Biogeochemical Processes Involving the Bacterium Acidithiobacillus ferrooxidans in Space Exploration [Internet]. 2023 ;[citado 2026 jan. 28 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-28112025-111328/
Informações sobre o DOI: 10.11606/T.46.2023.tde-28112025-111328 (Fonte: oaDOI API)
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