Metanógenos são arqueas anaeróbicas que usam metano como produto de seu metabolismo energético, um processo chamado metanogênese. Para os metanógenos, a metanogênese é a única via bioquímica que pode produzir ATP. Embora algumas bactérias, plantas e células animais também possam produzir metano, suas vias metabólicas são diferentes daquelas dos metanógenos e, portanto, não participam da produção de ATP. Os metanógenos são encontrados principalmente em vários filos diferentes de Archaea e prosperam em ambientes sem oxigênio, como sedimentos costeiros e de água doce, pântanos, tratos digestivos de animais e aterros sanitários.
Os metanogênicos não apenas se reproduzem em um ambiente anaeróbico, mas também podem sobreviver em ambientes extremos, como condições de alta temperatura e pH alto.
Muitos metanogênicos são extremófilos, especialmente Methanopyrus kandleri, que pode crescer em temperaturas extremas de 84 a 110°C. Entretanto, a maioria dos metanogênicos são mesófilos e crescem melhor em ambientes com pH quase neutro. Esses microrganismos geralmente são esféricos ou em forma de bastonete e, às vezes, até formam filamentos ou outras formas curvas. Até o momento, mais de 150 espécies de metanogênicos foram descritas, e essas espécies não formam um grupo monofilético.
O metano é produzido principalmente pela conversão de hidrogênio (H2) e dióxido de carbono (CO2), usando uma variedade de enzimas para promover essa reação. Essas reações são únicas e variadas entre diferentes metanogênicos, e todas contribuem para a produção de energia e síntese de ATP. Os processos específicos das reações relevantes envolvem a presença de hidrogênio e outras fontes de carbono necessárias à célula.
"Esses processos de conversão de hidrogênio mostram como os metanógenos na natureza podem gerar energia de forma eficiente."
Em ambientes anaeróbicos, os metanógenos desempenham um papel ecológico importante ao remover o excesso de hidrogênio e os produtos de fermentação produzidos por outras respirações anaeróbicas, garantindo assim o equilíbrio do ecossistema. Isso faz dos metanógenos uma das comunidades microbianas dominantes em ambientes ricos em matéria orgânica, como pântanos e plantas aquáticas.
O metano é um dos gases de efeito estufa mais importantes, e sua presença na atmosfera da Terra pode estar diretamente relacionada à atividade microbiana. Em sedimentos de águas profundas, os metanogênicos podem remineralizar carbono orgânico e formar enormes depósitos de hidrato de metano sob certas condições. Esses reservatórios de sedimentos armazenam grandes quantidades de carbono orgânico, exacerbando a ameaça do aquecimento global.
Estudos de genômica comparativa mostraram que há um grande número de proteínas comuns entre os metanógenos, a maioria das quais está relacionada à produção de metano e pode servir como importantes marcadores moleculares de metanógenos. A análise de marcadores genéticos para fatores ambientais também ajuda a entender a evolução dos metanógenos e revela sua capacidade de sobreviver e metabolizar em vários ambientes. Portanto, é crucial entender a biologia dos metanógenos e seus papéis no meio ambiente.
Resumo"Por meio desses novos estudos, estamos começando a entender como os metanógenos se adaptam aos seus ambientes e influenciam o ciclo global do carbono."
Os metanógenos podem sobreviver e produzir metano de forma eficiente sob condições ambientais adversas, o que demonstra claramente sua adaptabilidade biológica e seu papel fundamental no ecossistema da Terra. As pessoas se perguntam se tais fenômenos biológicos se repetirão em outros planetas: descobriremos mais formas de vida semelhantes em nossa futura exploração de vida extraterrestre?