“É uma enorme caverna de calcário aberta para os turistas. Ela tem degraus e escadas e qualquer pessoa pode descer.” E algumas partes da caverna contam ainda com acesso para cadeira de rodas, segundo ele.

Quase 350 mil pessoas visitam a caverna de Carlsbad todos os anos. Mas a maioria delas não tem conhecimento de que o local é o cenário de uma das descobertas científicas mais desconcertantes da última década.

No escuro aparentemente total, os micróbios conseguem usar a luz para obter energia — o mesmo tipo de luz fornecido pelas estrelas anãs vermelhas, o tipo mais comum da nossa galáxia.

Isso significa que podemos procurar vida extraterrestre em mais lugares do que pensávamos, segundo Barton.

Behrendt havia recém concluído seu PhD em 2018. Na mesma época, ele também ganhou um prêmio acadêmico, que lhe rendeu algum dinheiro.

Ele, então, entrou em contato com Barton e perguntou se ela poderia acompanhá-lo em uma expedição. Felizmente, ela concordou.

“A primeira coisa que você faz na caverna de Carlsbad é meio que descer pela trilha dos turistas e, depois, virar em um dos cantos”, explica Barton.

“Não sei quantas vezes fiz aquela trilha, provavelmente 40 vezes. Naquele ponto, você contorna o canto e, atrás de você, fica uma alcova completamente escura.”

Barton estuda a vida microscópica em ambientes subterrâneos há mais de 20 anos. Mas o que aconteceu a seguir foi uma surpresa até mesmo para ela.

Behrendt acendeu uma tocha e, mesmo com a alcova totalmente escura, a luz revelou uma camada de micróbios verdes agarrados à parede.

Exames posteriores revelaram que aquelas eram cianobactérias, organismos unicelulares similares às bactérias.

E, ao contrário da maioria das bactérias, as cianobactérias (também conhecidas como algas verde-azuladas) usam a luz do Sol para produzir alimento.

“Começamos a ir cada vez mais fundo na caverna”, relembra Barton. “Chegamos a um ponto em que não conseguíamos enxergar sem usar lanternas.”

“Precisamos de uma lanterna na cabeça para conseguir ver a nossa mão em frente ao rosto e, ainda assim, conseguíamos observar o pigmento verde na parede.”

As plantas são verdes devido a uma substância chamada clorofila, que absorve a energia da luz. Na fotossíntese, esta energia é usada para transformar dióxido de carbono e água em glicose e oxigênio.

O processo é basicamente o mesmo nas cianobactérias. Mas aqui, na caverna, a luz do Sol não chega. O que estaria acontecendo?

As cianobactérias da caverna têm uma versão especial de clorofila que pode capturar um tipo de radiação conhecido como infravermelho próximo.

Esta luz tem um comprimento de onda maior que a luz visível e aparece no espectro eletromagnético pouco antes do infravermelho. Ela é imperceptível para o olho humano.

As plantas e cianobactérias usam a clorofila tipo a para a fotossíntese, mas as cianobactérias das cavernas de Carlsbad usam a clorofila d e f, que conseguem gerar energia a partir do infravermelho próximo.

Enquanto a luz visível só consegue atravessar algumas centenas de metros no interior das cavernas, o infravermelho próximo pode atingir distâncias muito maiores, devido à natureza reflexiva das rochas calcárias.

“A rocha calcária que compõe a caverna absorverá quase toda a luz visível, mas, para o infravermelho próximo, as cavernas são mais como um salão de espelhos”, explica Barton.

De fato, quando os pesquisadores avaliaram a luz na parte de trás da caverna, onde é mais escuro, eles encontraram níveis de infravermelho próximo 695 vezes mais concentrados do que na entrada.

Paralelamente, embora as cianobactérias contendo clorofila d e f estivessem presentes em todas as partes da caverna, elas se concentravam particularmente nos locais mais escuros e profundos.

Os pesquisadores também visitaram outras cavernas do Parque Nacional das Cavernas de Carlsbad, fora do roteiro turístico. Em todos os casos, eles encontraram micróbios fazendo fotossíntese em locais subterrâneos profundos.

“Demonstramos não só que eles realmente vivem lá embaixo, mas que fazem fotossíntese em um ambiente totalmente protegido, onde provavelmente permaneceram intocados por 49 milhões de anos”, segundo Behrendt.

Barton e Behrendt não foram os únicos cientistas a encontrar micróbios capazes de viver no escuro.

Em 1890, o pioneiro microbiólogo russo-ucraniano Sergei Nikolaevich Vinogradskii (1856-1953) descobriu que certos micróbios são capazes de viver apenas de matéria inorgânica, usando um processo denominado quimiossíntese.

Estes micróbios conseguem energia com reações químicas, retirando substâncias como metano ou sulfeto de hidrogênio da água e de rochas próximas.

Durante seu programa de pós-doutorado na Nasa, o professor e pesquisador Hideaki Miyashita descobriu, em 1996, uma cianobactéria marinha chamada Acaryochloris marina, que pode fazer fotossíntese usando luz visível e infravermelho próximo.

Esta descoberta gerou décadas de pesquisa em busca dos comprimentos de onda necessários para a fotossíntese.

Em 2018, cientistas do Imperial College de Londres encontraram cianobactérias vivendo de fotossíntese em condições de sombra, em esteiras bacterianas no Parque Nacional de Yellowstone, nos Estados Unidos, e no interior de certas rochas nas praias da Austrália.

Eles chegaram a cultivar esse tipo de micróbios em um armário escuro, que recebeu LEDs de infravermelho.

Em todos esses casos, as cianobactérias usavam a clorofila a para realizar a fotossíntese usando luz visível e mudavam para clorofila f, para usar o infravermelho próximo, além do alcance da visão humana.